从盐湖卤水中萃取锂的方法技术

本发明专利技术属于萃取化学、化工技术领域，尤其涉及一种从盐湖卤水中萃取锂的方法，包括步骤：A、配制萃取有机相；萃取有机相包括复合萃取剂；其中，复合萃取剂由萃取剂磷酸三丁酯和表面活性剂按照体积比为0.5～5:1混合而成；B、以盐湖卤水为萃取水相，萃取水相含有LiCl；C、向萃取水相中添加盐酸溶液、共萃剂三氯化铁，得到混合水相；D、将萃取有机相与混合水相充分混合后静置，并进行相分离，得到富含锂的负载有机相及萃余液。根据本发明专利技术的萃取锂的方法保证在低浓度萃取剂下的良好分相及较高萃取率，大幅降低萃取剂的用量，从而减少萃取剂对萃取设备的腐蚀、萃取剂在混合水相中的溶损及其在酸性环境下的降解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于萃取化学、化工
，具体地讲，涉及一种从盐湖卤水中萃取锂的 方法。
技术介绍
锂不仅在国防工业中有着重要的应用，它在国民经济中的重要性也日益彰显，特 别是在能源领域： 6Li和7Li分别是未来核聚变反应堆的燃料和核裂变反应所用的重要材 料；它作为电池材料的需求也日益增长。因此，锂有"21世纪的能源金属"之称。国内外对 锂的需求量持续增长，因此对锂资源的研究和开发利用迫在眉睫。 盐湖卤水是锂的重要来源。我国具有丰富的盐湖卤水锂资源，其蕴藏量居世界前 列；但是，盐湖卤水中含有多种金属离子，因此如何从中分离提取锂是需要研究的重要课 题。 溶剂萃取技术是从溶液中分离提取各种金属的有效技术，它具有分离效率高、工 艺和设备简单、操作连续化、易于实现自动控制等优点，被认为是从高镁锂比盐湖卤水中提 取分离锂的最有前途的方法之一。目前，最常用的萃取有机相是以磷酸三丁酯（TBP)为萃 取剂，三氯化铁为共萃取剂，磺化煤油为稀释剂；其中Li +与Fe 3+以LiFeCl 4的形式共萃取 进入有机相，与卤水中大量MgCl2及其他金属实现分离。孙淑英等发表的《盐湖卤水萃取提 锂及其机理研究》（无机化学学报，2011，27(3):439-444)对不同浓度TBP对Li +的萃取结 果进行了研究，发现了该体系中TBP质量分数不超过50%时，会出现三相现象；而只有TBP 质量分数不低于60%时，Li +的单级萃取率才能达到80%以上。然而，该体系中所使用的高 浓度的TBP对萃取设备的腐蚀性较强，且在长期运转中，TBP不仅在水中溶损严重，其在酸 性介质中还易发生降解，特别是它对用于制作萃取设备的材质的严重溶胀作用限制了其工 业大规模应用；因此如何保证在低浓度TBP的萃取条件下不仅满足分相要求，同时还能达 到较高的萃取率是亟待解决的问题。
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从盐湖卤水中萃取锂的方 法，该方法采用表面活性剂不仅满足了在萃取剂TBP低浓度的萃取条件下具有良好的分 相，同时其萃取率还不会降低，有效减少了萃取剂TBP对萃取设备带来的腐蚀，有效降低了 萃取剂TBP在长期运转中的溶损程度，还缓解了萃取剂TBP在酸性环境下的易降解的问题。 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： -种，包括步骤:A、配制萃取有机相；所述萃取有机 相包括复合萃取剂；其中，所述复合萃取剂由萃取剂磷酸三丁酯和表面活性剂按照体积比 为0. 5~5:1混合而成；B、以盐湖卤水为萃取水相；所述萃取水相含有LiCl ;C、向所述萃取 水相中添加盐酸溶液、共萃剂三氯化铁，得到混合水相；其中，在所述混合水相中，所述三氯 化铁、LiCl的物质的量之比为0. 9~1. 9:1，H+的摩尔浓度为0. 02mol/L~0. 20mol/L，Li + 的质量浓度为1. 8g ? L 1~5. lg ? L SD、将所述萃取有机相与所述混合水相按照体积比为 1~5:1充分混合后静置，并进行相分离，得到富含锂的负载有机相及萃余液。 进一步地，所述萃取有机相还包括稀释剂；其中，所述复合萃取剂和所述稀释剂的 体积比为4~9:1~6,所述稀释剂为磺化煤油。 进一步地，所述表面活性剂为增塑剂。 进一步地，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚 酯类和偏苯三酸酯类、含氦增塑剂、烷基磺酸酯类、多元醇酯类中的任意一种。 进一步地，在所述复合萃取剂中，所述萃取剂磷酸三丁酯和所述表面活性剂的体 积比为1~5:1。 进一步地，所述复合萃取剂和所述稀释剂的体积比为5~9:1~5。 进一步地，在所述混合水相中，所述三氯化铁、LiCl的物质的量之比为1. 1~ 1. 9:1〇 进一步地，在所述混合水相中，Li+的质量浓度为1. 8g ? L 1~3. 6g ? L i。 进一步地，所述萃取有机相和所述混合水相的体积比为1. 5~3:1。 本专利技术通过采用增塑剂作为表面活性剂，与萃取剂TBP混合得到复合萃取剂；与 现有技术相比，该复合萃取剂不仅可防止当萃取剂TBP质量百分数低于50%时出现第三 相，而且还可保证萃取剂TBP在较低浓度下仍能达到较高的萃取率，大幅降低了萃取剂TBP 的用量，从而减少其对萃取设备的腐蚀问题、在长期运转中其在混合水相中的溶损严重问 题、及其在酸性环境下易发生降解的问题；同时，该表面活性剂为常用的增塑剂，廉价易得， 也可大幅降低萃取有机相的成本。【具体实施方式】 以下，将详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术， 并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了 解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实 施例和适合于特定预期应用的各种修改。 实施例1 根据本专利技术的实施例1的，包括如下步骤： 在步骤110中，配制萃取有机相；具体地，萃取有机相由复合萃取剂和稀释剂磺化 煤油按照体积比为6:4组成，其中，复合萃取剂由萃取剂磷酸三丁酯（以下简称TBP)和表 面活性剂邻苯二甲酸二辛脂（以下简称D0P)混合得到。 在步骤120中，以盐湖卤水为萃取水相，萃取水相为含有LiCl的饱和MgCl2水溶 液，并向其中添加浓盐酸和共萃剂FeCl 3 ? 6H20,形成混合水相。 具体地，可采用如下方法进行配制：首先配制饱和MgCl2水溶液，然后向其中加入 LiCl *H20、浓盐酸和共萃剂FeCl3 *61120,形成混合水相，并保持在混合水相中，Fe3+和Li +的 物质的量之比为1. 3: l，Mg2+和Li +的物质的量之比为17: l，Li +的质量浓度为1. 861g吨\ H+的摩尔浓度为0? 05mol ? L、 在步骤130中，将萃取有机相和混合水相按照体积比为2:1的条件下混合振荡 6min，静置并进行相分离，获得富含锂的负载有机相和萃余液。其中，负载有机相即完成萃 取后的萃取有机相，而萃余液即完成萃取后剩余的混合水相。 采用电感耦合等离子体方法（简称ICP)分析所述负载有机相及萃余液中锂含量。 在本实施例中，主要针对复合萃取剂中TBP和D0P不同比例对锂萃取效果的影响进行了研 究，复合萃取剂中TBP与D0P的不同体积比对锂萃取率和锂分配比的影响结果如表1所示。 表1复合萃取剂中TBP和D0P的比例对锂萃取率和锂分配比的影响结果 从表1可以看出，在复合萃取剂中，当TBP和D0P的体积比达到1:1时，锂萃取 率即为87. 33%，且在该萃取过程中，分相良好；也就是说，此时萃取有机相的组成为30% TBP-30% D0P-40%磺化煤油（以上均为体积百分数）；相比现有技术中，当萃取剂TBP的质 量百分数达到60%以上才能使锂萃取率达到80%以上，且当其低于50%时会出现第三相； 根据本实施例的在TBP的体积百分数为30 % (折合成质量百分 数为32. 36% )时，即达到了近90%的锂萃取率，用量大幅降低的萃取剂TBP可有效减少其 对萃取设备的腐蚀，同时，还可减少长期运转时其在混合水相中的溶损严重问题以及在酸 性环境中的易降解问题。与此同时，该萃取有机相中所使用的表面活性剂D0P为一种常用 的增塑剂，廉价易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从盐湖卤水中萃取锂的方法，其特征在于，包括步骤：A、配制萃取有机相；所述萃取有机相包括复合萃取剂；其中，所述复合萃取剂由萃取剂磷酸三丁酯和表面活性剂按照体积比为0.5～5:1混合而成；B、以盐湖卤水为萃取水相；所述萃取水相含有LiCl；C、向所述萃取水相中添加盐酸溶液、共萃剂三氯化铁，得到混合水相；其中，在所述混合水相中，所述三氯化铁、LiCl的物质的量之比为0.9～1.9:1，H+的摩尔浓度为0.02mol/L～0.20mol/L，Li+的质量浓度为1.8g·L‑1～5.1g·L‑1；D、将所述萃取有机相与所述混合水相按照体积比为1～5:1充分混合后静置，并进行相分离，得到富含锂的负载有机相及萃余液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姬连敏，李丽娟，时东，徐德芳，李慧芳，彭小五，聂锋，宋富根，曾忠民，宋雪雪，
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