基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，其包括下述步骤：提供萃取水相、提供萃取有机相、萃取步骤、洗涤步骤、反萃步骤以及再生步骤。根据本发明专利技术的工艺采用全新的萃取体系，从含锂碱性卤水体系中萃取锂，并且首次确定了基于混合澄清槽的萃取‑洗涤‑反萃‑再生的全流程工艺，而不仅停留在萃取工段的基础研究上，最终确定了该萃取体系所适配的每一工段的级数、流比以及各试剂浓度等工艺参数，提供了基于混合澄清槽的工业化生产工艺路线；该从含锂碱性卤水中提取锂的工艺尤其适用于氯化锂溶液在制备碳酸锂产品过程中产生的滤液体系，以从该其中进一步提取锂，从而实现了盐湖卤水的真正综合循环利用，具有实际意义。

【技术实现步骤摘要】
基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺
本专利技术属于盐湖化工
，具体来讲，涉及一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺。
技术介绍
锂是自然界中最轻的金属，具有极强的电化学活性，其金属和化合物被广泛应用于玻璃、陶瓷炼铝、有机化工、航空航天、核聚变等行业及领域作为热核聚变(氢弹)的爆炸物，飞机、火箭和导弹的高性能推进燃料及核反应堆的屏蔽材料。锂电池比普通电池高4～30倍的储能以及具有良好的使用性能，很早就被用来作为鱼雷、潜艇、宇宙飞行器的推动力。锂铝、锂镁合金高强质轻，是航空航天及火箭的良好材质，颇受军工、航天产业青睐。21世纪，随着对清洁能源需求的高涨和低价锂盐的生产，锂能源将可能深刻地影响人们的生活，因而锂被称作“21世纪的能源金属”。目前从盐湖卤水中提取锂的有效方法包括溶剂萃取法，而溶剂萃取法都不可避免地采用了FeCl3作为协萃剂，使得萃取有机相密度增大，两相密度差减小，对萃取分离设备要求较高；同时，引入FeCl3后，在用碱对萃取剂再生时难度很大，需要非常精准的流量控制，否则会造成萃取率下降或萃取剂乳化失效等问题。此外，由于有机相中含有协萃剂FeCl3，这就要求萃取料液(卤水)必须保持弱酸性，否则就会造成Fe水解，进入萃取工段的卤水必须进行酸化处理，而青海盐湖中锂与硼普遍伴生存在，酸化过程必然有硼酸析出，需要过滤处理，因此对于碱性体系中锂的萃取无适用性。且目前用于锂的萃取剂多数只能实现锂镁分离，对于碱金属体系萃取效果很差。总之，由于协萃剂FeCl3的存在，使得工艺流程较为复杂，工艺控制难度很大，设备投入大。与此同时，在目前溶剂萃取行业所用的萃取设备中，离心萃取器虽然具有设备紧凑、传质效率高且溶质滞留量小、萃取过程平衡时间短、物料滞留量少、分相迅速、参数调整反应迅速、易于实现自动化等诸多优点，但其也存在造价昂贵、操作困难、维修困难等缺点；而混合澄清槽则具有操作简单、设备造价低廉等优势，可用于克服上述离心萃取器的缺点。因此，急需研发一种基于混合澄清槽且适用于从碱性卤水中提取锂的工艺方法，从而为实际工业化生产提供工艺指导。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，该工艺采用不同于传统的萃取体系，能够从含锂碱性卤水体系中萃取其中的锂，并且确定了基于混合澄清槽的萃取-洗涤-反萃-再生的全流程工艺，为实际工业化生产提供了工艺路径。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，包括步骤：提供萃取水相：以含锂碱性卤水作为萃取水相；其中，所述含锂碱性卤水的pH为8～14，在所述含锂碱性卤水中，Li+的质量浓度为0.2g/L～8g/L，Na+的质量浓度不超过80g/L，K+的质量浓度不超过80g/L，Mg2+的质量浓度不超过15g/L，Ca2+的质量浓度不超过15g/L；提供萃取有机相：将萃取剂、协萃剂以及煤油混合，配制萃取有机相；其中，在所述萃取有机相中，所述萃取剂和所述协萃剂的物质的量浓度均为0.05mol/L～0.6mol/L，所述萃取剂选自苯甲酰三氟丙酮、呋喃甲酰三氟丙酮、噻吩甲酰三氟丙酮中的任意一种，所述协萃剂选自三辛基氧化膦、磷酸三丁酯、三烷基氧化膦、2-乙基己基磷酸中的任意一种；萃取步骤：将所述萃取有机相和所述萃取水相按照流比为1:10～10:1在第一混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流萃取，分相获得萃余液和负载有机相；洗涤步骤：以0.1mol/L～6mol/L的盐酸溶液或相同酸度的含锂溶液为洗涤液，将所述负载有机相和所述洗涤液按照流比为5:1～80:1在第二混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流洗涤，分相获得洗涤余液和洗涤有机相；反萃步骤：以1mol/L～6mol/L的盐酸溶液为反萃液，将所述洗涤有机相和所述反萃液按照流比为5:1～80:1在第三混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流反萃，分相获得氯化锂溶液和空有机相；再生步骤：以碱性溶液为再生液，将所述空有机相和所述再生液按照流比为1:5～5:1在第四混合澄清槽内混合，并进行2～5级逆流再生，分相获得再生余液和再生有机相；其中，所述第一混合澄清槽组件、第二混合澄清槽组件、第三混合澄清槽组件、第四混合澄清槽内每一混合澄清槽的混澄比均为1:1～1:10。进一步地，在所述洗涤步骤中，所述洗涤有机相中锂的浓度不低于所述负载有机相中锂的浓度的50％；所述洗涤有机相中除锂外碱金属的浓度不高于所述负载有机相中除锂外碱金属的浓度的5％。进一步地，在所述再生步骤中，所述再生有机相的萃取容量不低于所述萃取有机相的萃取容量的90％。进一步地，所述碱性溶液为物质的量浓度为0.05mol/L～2mol/L的氢氧化物溶液、物质的量浓度为0.05mol/L～2mol/L的氨性溶液、或物质的量浓度为0.05mol/L～4mol/L的碳酸盐溶液中的任意一种。进一步地，所述含锂碱性卤水中阴离子选自Cl-、SO42-、CO32-、NO3-中的至少一种。进一步地，在所述提供萃取水相步骤中，通过向含锂卤水中加入氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氨性溶液获得所述含锂碱性卤水。进一步地，所述氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氨性溶液的物质的量浓度均为1mol/L～4mol/L。进一步地，在向所述含锂卤水中加入氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氨性溶液之前，对所述含锂卤水进行预处理，去除其中的固体沉淀及悬浮物。进一步地，在所述含锂碱性卤水形成所述萃取水相之前，对所述含锂碱性卤水进行预处理，去除其中的固体沉淀及悬浮物。进一步地，所述工艺还包括循环步骤：将所述再生有机相返回至所述萃取步骤中用作萃取有机相，并重复所述萃取步骤、洗涤步骤、反萃步骤和再生步骤。进一步地，在所述萃取步骤中，所述萃取有机相由所述第一混合澄清槽组件的轻相入口泵入，所述萃取水相由所述第一混合澄清槽组件的重相入口泵入；在所述洗涤步骤中，所述负载有机相由所述第二混合澄清槽组件的轻相入口泵入，所述洗涤液由所述第二混合澄清槽组件的重相入口泵入；在所述反萃步骤中，所述洗涤有机相由所述第三混合澄清槽组件的轻相入口泵入，所述反萃液由所述第三混合澄清槽组件的重相入口泵入。有益效果：(1)本专利技术通过采用双酮类化合物作为萃取剂、中性磷氧类化合物作为协萃剂，实现了从含锂碱性卤水中提取其中的锂的目的；相比现有技术中基于TBP的萃取体系从盐湖卤水中萃取锂的方法，避免了协萃剂FeCl3的使用，也避免了萃取过程中两相密度差偏小、工艺控制难度大等问题。(2)根据本专利技术的工艺实现了萃取-洗涤-反萃-再生的全流程工艺，而不仅仅停留在萃取工段的基础研究上，最终确定了该萃取体系适配于混合澄清槽的每一工段的级数、有机相与水相的流比、以及各试剂浓度等工艺参数，首次真正实现了工业化生产；该工艺尤其适用于氯化锂溶液在制备碳酸锂产品过程中产生的滤液体系，以从该其中碳酸锂饱和的碱性滤液卤水体系中进一步提取出锂，实现了盐湖卤水的真正综合循环利用。(3)根据本专利技术的工艺，其中萃取剂、协萃剂以及稀释剂的水溶性小，萃余液中其余组分基本不发生变化，且有机相能够通过再生步骤循环利用，无三废产生，锂回收率可达到90％左右甚至更高。(4)根据本专利技术的工艺简单，易于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，其特征在于，包括步骤：提供萃取水相：以含锂碱性卤水作为萃取水相；其中，所述含锂碱性卤水的pH为8～14，在所述含锂碱性卤水中，Li

【技术特征摘要】
1.一种基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，其特征在于，包括步骤：提供萃取水相：以含锂碱性卤水作为萃取水相；其中，所述含锂碱性卤水的pH为8～14，在所述含锂碱性卤水中，Li+的质量浓度为0.2g/L～8g/L，Na+的质量浓度不超过80g/L，K+的质量浓度不超过80g/L，Mg2+的质量浓度不超过15g/L，Ca2+的质量浓度不超过15g/L；提供萃取有机相：将萃取剂、协萃剂以及煤油混合，配制萃取有机相；其中，在所述萃取有机相中，所述萃取剂和所述协萃剂的物质的量浓度均为0.05mol/L～0.6mol/L，所述萃取剂选自苯甲酰三氟丙酮、呋喃甲酰三氟丙酮、噻吩甲酰三氟丙酮中的任意一种，所述协萃剂选自三辛基氧化膦、磷酸三丁酯、三烷基氧化膦、2-乙基己基磷酸中的任意一种；萃取步骤：将所述萃取有机相和所述萃取水相按照流比为1:10～10:1在第一混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流萃取，分相获得萃余液和负载有机相；洗涤步骤：以0.1mol/L～6mol/L的盐酸溶液或同等酸度的含锂溶液为洗涤液，将所述负载有机相和所述洗涤液按照流比为5:1～80:1在第二混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流洗涤，分相获得洗涤余液和洗涤有机相；反萃步骤：以1mol/L～6mol/L的盐酸溶液为反萃液，将所述洗涤有机相和所述反萃液按照流比为5:1～80:1在第三混合澄清槽组件内混合，并进行2～15级逆流反萃，分相获得氯化锂溶液和空有机相；再生步骤：以碱性溶液为再生液，将所述空有机相和所述再生液按照流比为1:5～5:1在第四混合澄清槽内混合，并进行2～5级逆流再生，分相获得再生余液和再生有机相；其中，所述第一混合澄清槽组件、第二混合澄清槽组件、第三混合澄清槽组件、第四混合澄清槽内每一混合澄清槽的混澄比均为1:1～1:10。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述洗涤步骤中，所述洗涤有机相中锂的浓度不低于所述负载有机相中锂的浓度的50％；所述洗涤有机相中除锂外碱金属的浓度不高于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽娟，张利诚，彭小五，时东，宋富根，聂峰，韩文生，姬连敏，宋雪雪，李慧芳，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63