一种萃取组合物、萃取体系及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种萃取组合物、萃取体系及其应用。本发明专利技术的萃取组合物，其包含萃取剂和如式A所示的中性磷氧类化合物；所述的萃取剂包含N,N‑二(2‑乙基己基)乙酰胺和N,N‑二己基丙酰胺。本发明专利技术通过选择特定结构的酰胺类化合物和中性磷氧类化合物的混合物为萃取剂，对含锂卤水的Li的萃取率在80％以上，例如84.51％‑92.75％；锂镁分配系数高达500以上，例如508‑934；用HCl反萃取锂时，反萃取率在83％以上，例如83.21％‑86.55％，其从含锂卤水中提取锂盐的萃取和反萃取性能大大提高，节约成本，更适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种萃取组合物、萃取体系及其应用
本专利技术涉及一种萃取组合物、萃取体系及其应用。
技术介绍
锂不仅在国防工业中有着重要应用，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显得迫在眉睫。盐湖卤水是锂的重要资源。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，由于卤水中含有多种金属离子，其综合利用及从卤水中分离提取锂的技术是需要研究的重要课题，特别是对于含有高浓度镁、低浓度锂的所谓“高镁锂比”卤水中分离提取锂，是公认的世界性技术难题。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”卤水中提取分离锂的最有前途的方法之一。自上世纪六十年代中期以来，国内外己提出了若干萃取体系及工艺，具体如下：(1)1967年，NelliJ.R.等专利技术了一种萃取体系及工艺[1.NelliJ.R.etal.Fr.1,535,818(1967)；USP3,537,813(1970).]：在卤水中添加FeC13作为共萃剂，用80％二异丁酮-20％磷酸三丁酯作为有机相，将Li与Fe以LiFeC14形式共萃取进入有机相，与水相中大量MgC12及其他金属分离。该体系对Li的萃取虽具较高的选择性，但用水反萃取产生LiCl和FeC13混合液，须用二(2-乙基己基)磷酸-磷酸三丁酯体系再次萃取分离Li与Fe，致使工艺冗长、操作繁琐，至今未见其用于工业生产。(2)1979年，中科院青海盐湖研究所提出了用单一萃取剂磷酸三丁酯的煤油溶液萃取锂的体系和工艺，从而简化了萃取体系，并于1984年进行了从大柴旦盐湖卤水中萃取锂的半工业试验，于1987年申请了中国专利技术专利[3.黄师强等，中国专利技术专利，CN87103431]，并获得了授权。但是，该体系中所采用的萃取剂为磷酸三丁酯(TBP)，对萃取设备的腐蚀性较强，且在长期运转中磷酸三丁酯不仅在水中溶解损失，而且在酸性介质中容易发生降解，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。(3)CN103055539A公开了一种从含锂卤水中提取锂盐的方法，其采用共萃剂、萃取剂和稀释剂进行锂的萃取，解决了前两种萃取体系及工艺对设备腐蚀性强而难以产业化的问题，并取得了较好的萃取和反萃取性能。但该方法在产业化过程中仍纯在诸多问题，如单级萃取率较低，影响产量和收率，要想获得较高收率必须增加萃取级数；锂与镁、钠、钾的分离系数不够大，直接得到的产品不能达到高纯度要求，必须增加洗涤级数或其他后处理方式。因此，如何进一步提高从含锂卤水中提取锂盐的萃取和反萃取性能，节约成本，更适用于工业化生产，成为本领域亟需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有的从含锂卤水中提取锂盐的萃取体系和工艺中存在的工艺冗长、操作繁琐、对设备的腐蚀性强、萃取率和反萃取性能不够高等技术问题，而提供了一种萃取组合物、萃取体系及其应用。本专利技术通过选择特定结构的酰胺类化合物和中性磷氧类化合物的混合物为萃取剂，对含锂卤水的Li的萃取率在80％以上，例如84.51％-92.75％；锂镁分配系数高达500以上，例如508-934；用HCl反萃取锂时，反萃取率在83％以上，例如83.21％-86.55％，其从含锂卤水中提取锂盐的萃取和反萃取性能大大提高，节约成本，更适用于工业化生产。本专利技术主要是通过以下技术方案解决上述技术问题的。本专利技术提供了一种萃取组合物，其包含萃取剂和如式A所示的中性磷氧类化合物；所述的萃取剂包含N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基丙酰胺；其中，如式A所示的中性磷氧类化合物中，R1和R2独立地为C1-C12直链或带支链的烷基、C1-C12直链或带支链的烷氧基、苯基、取代的苯基、苯氧基、取代的苯氧基、噻吩基、吡啶基或萘基；所述的取代的苯基或所述的取代的苯氧基中所述的取代基为下列基团中的一个或多个：卤素、C1-C6烷基、羟基、C1-C6烷氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、苯氧基、哌啶基、吗啉基、吡咯基、四氢吡咯基、硝基或氨基；当所述的取代基为多个时，所述的取代基相同或不同。所述的如式A所示的中性磷氧类化合物中，R1和R2优选C1-C8直链或带支链的烷基，或者C1-C8直链或带支链的烷氧基；其中，所述的C1-C8直链或带支链的烷基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、1-甲基-庚基或2-乙基-己基。所述的C1-C8直链或带支链的烷氧基优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、1-甲基-庚氧基或2-乙基-己氧基。所述的如式A所示的中性磷氧类化合物优选下列化合物中的一种或多种：所述的萃取组合物中，所述的萃取剂和所述的如式A所示的中性磷氧类化合物的体积比优选9:1-1:9，进一步优选6:1-1:8(例如5:1、3:1或3:2)，更优选5:3-1:1。所述的萃取剂中，所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺的体积比优选10:1-1:10，进一步优选5:1-1:1。所述的萃取剂中，还可进一步包含其他酰胺类化合物，所述的其他酰胺类化合物优选N,N-二己基-2-甲基丙酰胺、N,N-二己基苯甲酰胺、N,N-二己基对甲基苯甲酰胺和N,N-二己基正丁酰胺中的一种或多种：所述的萃取剂中，当含有其他酰胺类化合物时，所述的其他酰胺类化合物的用量可不作具体限定，只要不影响所述的萃取剂的萃取和反萃取性能即可。所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺在萃取剂中的含量优选0.01％-99.9％，更优选10％-40％。所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺的体积与其他酰胺类化合物的体积比优选5:1-1:3(例如2:1)。所述的萃取组合物还可进一步包含稀释剂。所述的稀释剂可为本领域常规的稀释剂，优选常压下沸点高于或等于100℃的脂肪烃(例如正十二烷)或芳香烃，也可以为煤油。所述的稀释剂的用量可不作具体限定，只要不影响萃取剂的萃取性能即可。所述的稀释剂的体积含量优选10％-80％，进一步优选20％-60％，最优选30％-40％，所述的百分比是指稀释剂的体积占所述的萃取组合物总体积的百分比。当所述的萃取组合物中除了萃取剂和中性磷氧类化合物还包含其他成分时，所述的萃取剂和所述的中性磷氧化物在所述萃取组合物中的体积含量优选20％-90％，更优选40％-80％，最优选60％-70％(体积百分数)。所述的萃取组合物中还可进一步包含共萃剂。所述的共萃剂在萃取时可以先溶解在水相中，也可先使其稳定在有机相中。所述的共萃剂一般指能明显提高锂萃取率的正三价的铁盐，可以是三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和磷酸铁中的一种或多种，优选三氯化铁。所述的共萃剂的用量可为含锂卤水萃取和反萃取锂领域常规的用量，一般以待萃物质中锂的含量计，所述的待萃物优选含锂卤水；所述的共萃剂的用量一般使三价铁离子与锂离子的摩尔比为1:1-2:1，进一步优选1:1-1.75:1，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取组合物，其特征在于，其包含萃取剂和如式A所示的中性磷氧类化合物；所述的萃取剂包含N,N‑二(2‑乙基己基)乙酰胺和N,N‑二己基丙酰胺；

【技术特征摘要】
1.一种萃取组合物，其特征在于，其包含萃取剂和如式A所示的中性磷氧类化合物；所述的萃取剂包含N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基丙酰胺；其中，如式A所示的中性磷氧类化合物中，R1和R2独立地为C1-C12直链或带支链的烷基、C1-C12直链或带支链的烷氧基、苯基、取代的苯基、苯氧基、取代的苯氧基、噻吩基、吡啶基或萘基；所述的取代的苯基或所述的取代的苯氧基中所述的取代基为下列基团中的一个或多个：卤素、C1-C6烷基、羟基、C1-C6烷氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、苯氧基、哌啶基、吗啉基、吡咯基、四氢吡咯基、硝基和氨基；当所述的取代基为多个时，所述的取代基相同或不同。2.如权利要求1所述的萃取组合物，其特征在于，所述的如式A所示的中性磷氧类化合物中，R1和R2为C1-C8直链或带支链的烷基，或者C1-C8直链或带支链的烷氧基；其中，所述的C1-C8直链或带支链的烷基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、1-甲基-庚基或2-乙基-己基；所述的C1-C8直链或带支链的烷氧基优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、1-甲基-庚氧基或2-乙基-己氧基。3.如权利要求1或2所述的萃取组合物，其特征在于，所述的如式A所示的中性磷氧类化合物为下列化合物中的一种或多种：4.如权利要求1所述的萃取组合物，其特征在于，所述的萃取组合物中，所述的萃取剂和所述的如式A所示的中性磷氧类化合物的体积比为9:1-1:9，优选6:1-1:8，更优选5:3-1:1；和/或，所述的萃取剂中，所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺的体积比为10:1-1:10，优选5:1-1:1。5.如权利要求1所述的萃取组合物，其特征在于，所述的萃取剂中，还进一步包含其他酰胺类化合物，所述的其他酰胺类化合物为N,N-二己基-2-甲基丙酰胺、N,N-二己基苯甲酰胺、N,N-二己基对甲基苯甲酰胺和N,N-二己基正丁酰胺中的一种或多种：6.如权利要求5所述的萃取组合物，其特征在于，所述的萃取剂中，当含有其他酰胺类化合物时，所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺在萃取剂中的含量为0.01％-99.9％，优选10％-40％；所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和所述的N,N-二己基丙酰胺的体积与其他酰胺类化合物的体积比优选5:1-1:3。7.如权利要求1或5所述的萃取组合物，其特征在于，所述的萃取组合物还进一步包含稀释剂；所述的稀释剂优选常压下沸点高于或等于100℃的脂肪烃、常压下沸点高于或等于100℃的芳香烃和煤油中的一种或多种；所述的稀释剂的体积含量优选10％-80％，进一步优选20％-60％，最优选30％-40％，所述的百分比是指稀释剂的体积占所述的萃取组合物总体积的百分比；所述的萃取剂和所述的中性磷氧化物在所述萃取组合物中的体积含量优选20％-90％，更优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁承业，李晋锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31