一种锂元素的萃取溶剂及其萃取方法技术

本发明专利技术一种用于萃取分离锂元素的萃取溶剂及其萃取分离锂元素的方法，属于湿法金属冶金技术领域。本发明专利技术采用包括中性含磷萃取剂及氯化铁、辅助萃取剂的萃取溶剂萃取分离含锂溶液中的锂元素，得到含锂元素的溶液。本发明专利技术一种用于萃取分离锂元素的萃取溶剂及其萃取分离锂元素的方法，取得了不使用氯化铁作协萃剂，适用性广，萃取剂易取得，投资少，成本低，使用方便、安全、可靠，便于工业化生产，以及可以从碳酸锂等生产废水中回收锂元素，也可以用于从高镁锂比卤水等高杂质、复杂原料中提取锂元素。特别适用于从我国卤水中提取锂元素，有利于改善我国锂资源品位低、分离难度大、污染重、成本高的现状。

【技术实现步骤摘要】
一种锂元素的萃取溶剂及其萃取方法
本专利技术涉一种锂元素萃取分离方法。属于湿法金属冶金

技术介绍
随着锂电池的高速发展和应用，锂及其化合物在化工，医药，电子等工业领域的应用日益广泛。锂元素的用量大幅增加。我国的锂资源主要存在于盐湖中，锂富集后具有镁锂比高、杂质多等特点。由于镁与锂的性质相似，不易分离。公开日为1987年11月04日，公开号为CN87103431A的中国专利技术专利申请公开了“一种从含锂卤水中提取无水氯化锂的方法。用磷酸三丁酯作萃取剂，络合剂可在萃取液中循环使用。可从卤水中直接提取氯化锂”技术方案，取得了“本专利技术无三废污染，经济效益显著，每吨氯化锂可获利八千至一万元左右”技术效果。公开日为2013年10月16日，公开号为CN102275956A的中国专利技术专利申请公开了“一种从高镁锂比盐湖卤水中提取碳酸锂的方法。该方法经过萃取、洗涤、反萃的步骤，得到组成为NaCl和LiCl的反萃液或NH4Cl和LiCl的反萃液，然后通入CO2或加入Na2CO3，控制pH值和动力学条件，得到纳米级或微米级Li2CO3产品”技术方案，取得了“步骤简单，对设备要求低，原料来源广，适于工业化生产”技术效果。公开日为2017年03月22日，公开号为CN106521159A的中国专利技术专利申请公开了“一种基于含Fe(III)的萃取体系萃取卤水中锂回收并循环利用Fe(III)的方法。针对传统的含Fe(III)萃取体系在萃锂过程中存在反萃酸度高、Fe(III)回收困难、多级连续萃取效果差等问题，本方法将Fe(III)负载于有机萃取体系，然后以该含Fe(III)的萃取体系对卤水中锂进行萃取，并采用NaOH溶液对萃取后的富锂有机相进行反萃。针对Fe(III)的综合回收利用，先将Fe(III)全转化为Fe(OH)3并分离后，再用酸转化为Fe(III)溶液，并用于萃锂有机相进行萃取后实现循环使用”技术方案，取得了“操作简单、有机相萃取性能稳定、能实现连续多级萃取等优点，成功解决了传统酸反萃过程中酸度高和Fe(III)的循环使用问题，具有广阔的应用前景”技术效果。以上现有技术由于萃取及反萃过程获得的萃余液及反萃液中不同程度地含有+3价铁元素，都需要进一步分离回收+3价铁元素，存在必须不断向有机相添加协萃剂氯化铁及Fe(OH)3分离回收不便等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，简单有效且环保地分离回收锂元素。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂，包括中性含磷萃取剂及协萃剂氯化铁、辅助萃取剂，所述辅助萃取剂在锂元素的萃取溶剂中具有保持和稳定氯化铁的作用。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂优选技术方案之一，所述中性含磷萃取剂为甲基膦酸二戊酯、甲基膦酸二甲庚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯等，以及它们的异构体中至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，所述辅助萃取剂为酸性含磷萃取剂、胺类萃取剂、螯类萃取剂、中性含氧萃取剂、中性含氮萃取剂、取代酰胺类萃取剂中至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，所述胺类萃取剂为三烷基胺和/或三辛胺及其异构体等；所述螯类萃取剂为8-羟基喹啉和/或2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟(N510)；所述中性含氧萃取剂为甲基异丁基酮；所述中性含氮萃取剂为N,N-二正烷基乙酰胺和/或N-苯基-N-辛基乙酰胺。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，所述酸性萃取剂为膦酸单(2-乙基己基)酯、膦酸二(2-乙基己基)酯、2-乙基膦酸单(2-乙基己基)酯、苯基膦酸(2-乙基己基)酯、二(2-乙基己基)磷酸、二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸、环烷酸等中至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，还包含稀释剂，所述稀释剂为煤油、正己烷、辛醇中至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，按体积比，0＜(辅助萃取剂/中性含磷萃取剂)＜40％。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，按摩尔比，协萃剂在萃取溶剂中的比例为0＜(协萃剂/中性含磷萃取剂)≤0.5，优选0.1＜(协萃剂/中性含磷萃取剂)＜0.4。本专利技术一种锂元素的萃取溶剂再一优选技术方案，所述协萃剂的浓度为10-25g/L。本专利技术还提供一种锂元素的萃取方法，包括下述步骤，步骤一，萃取：将含锂溶液与锂元素的萃取溶剂混合得到负载有机相；步骤二，反萃：将负载有机相与反萃剂混合，得到锂元素的萃取溶剂及含锂元素的溶液；所述锂元素的萃取溶剂包括萃取剂及协萃剂、辅助萃取剂，所述萃取剂为中性含磷萃取剂，所述协萃剂为氯化铁，所述辅助萃取剂为酸性含磷萃取剂、胺类萃取剂、螯类萃取剂、中性含氧萃取剂、中性含氮萃取剂中至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取方法优选技术方案之一，所述反萃剂为水、酸和/或可溶性盐溶液。本专利技术一种锂元素的萃取方法再一优选技术方案，在步骤一之前还包括锂元素的萃取溶剂制备步骤：将萃取剂与辅助萃取剂、协萃剂混合，获得锂元素的萃取溶剂。本专利技术一种锂元素的萃取方法再一优选技术方案，还包括在步骤二之前用酸和/或反萃液对负载有机相进行洗涤的步骤。本专利技术一种锂元素的萃取方法再一优选技术方案，还包括将反萃液与沉淀剂混合的步骤，得到锂元素盐。本专利技术一种锂元素的萃取方法再一优选技术方案，还包括将得到的锂元素盐制备成金属锂或其它锂元素制品。本专利技术一种锂元素的萃取分离方法一优选技术方案，步骤二之前用酸和/或反萃液对负载有机相进行洗涤的步骤中所述酸为盐酸。依步骤二获得锂元素盐的不同，也可以选用硫酸、草酸等至少一种。本专利技术一种锂元素的萃取分离方法一优选技术方案，含锂溶液中还包括助萃盐，所述助萃盐为钙、镁、亚铁、钴、镍、锰、稀土元素的盐中至少一种。本专利技术还提供一种含锂元素的溶液的使用方法，将含锂元素的溶液制备成锂元素化合物或金属锂、锂合金等其它锂元素制品，所述含锂元素的溶液采用用于萃取分离锂元素的萃取溶剂或萃取分离锂元素的萃取方法制备锂元素产品的方法制备。本专利技术一种含锂元素的溶液的使用方法优选技术方案之一，将含锂元素的溶液制备成锂电池。本专利技术具有以下优点：1加入辅助萃取剂后，锂元素的萃取溶剂中氯化铁的稳定性大大提高。反萃液中铁等氯化铁引入的杂质少，氯化铁在萃取体系中循环使用，节约资源。并且避免了因补充氯化铁向萃取体系带入新其它的杂质，有利于减少锂产品中的铁等杂质，提高锂产品品质。2锂元素的萃取溶剂及其萃取分离方法适用性广，可以从碳酸锂等生产废水中回收锂元素，也可以用于从高镁锂比卤水等高杂质、复杂原料中提取锂元素。特别适用于从我国卤水中提取锂元素，有利于解决我国锂资源品位低、分离难度大、污染重、成本高的现状。萃取剂萃取锂元素的针对性强。3可以在现有锂萃取生产线直接应用，投资少，成本低，分相快，使用方便、安全、可靠，便于工业化生产。附图说明图1是本专利技术工艺流程示意图。具体实施方式以下通过实施例更详细地说明本专利技术。对比例一(1)萃取有机相制备：将160mL磷酸三丁酯与40mL磺化煤油混合获得200ml有机相A，再与氯化铁溶液混合，澄清分离水相获得有机相B，所述有机相B中Fe3+的含量为20g/l。(2)第一次萃取：取含锂溶液100ml(其中LiCl＝7.29g/L，NaCl＝141.41g/L)与200ml有机相B混合,静置分相获得200ml负载有机相C和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂元素的萃取溶剂，包括中性含磷萃取剂及氯化铁、辅助萃取剂。

【技术特征摘要】
2017.12.16 CN 20171135505731.一种锂元素的萃取溶剂，包括中性含磷萃取剂及氯化铁、辅助萃取剂。2.如权利要求1所述锂元素的萃取溶剂，其特征在于，所述辅助萃取剂为酸性含磷萃取剂、胺类萃取剂、螯类萃取剂、中性含氧萃取剂、中性含氮萃取剂、取代酰胺类萃取剂中至少一种。3.如权利要求1所述锂元素的萃取溶剂，其特征在于，所述酸性萃取剂为膦酸单(2-乙基己基)酯、膦酸二(2-乙基己基)酯、2-乙基膦酸单(2-乙基己基)酯、苯基膦酸(2-乙基己基)酯、二(2-乙基己基)磷酸、二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸、环烷酸中至少一种；所述胺类萃取剂为三烷基胺和/或三辛胺；所述螯类萃取剂为8-羟基喹啉和/或2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟(N510)；所述中性含氧萃取剂为甲基异丁基酮；所述中性含氮萃取剂为N,N-二正烷基乙酰胺和/或N-苯基-N-辛基乙酰胺。4.如权利要求1所述锂元素的萃取溶剂，其特征在于，按体积比，0＜(辅助萃取剂/中性含磷萃取剂)＜40％；按摩尔比，协萃剂在萃取溶剂中的比例为0＜(协萃剂/中性含磷萃取剂)＜0.35，优选0.1＜(协萃...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明彪，韩道俊，谢楠，
申请(专利权)人：虔东稀土集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36