一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系及预富集方法技术

本发明专利技术公开了一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系及预富集方法。所述卤水中钾和锂的预富集方法包括：(1)通过萃取剂、稀释剂及协萃剂对卤水进行萃取，得到富含钾、钠的萃取液及富含镁、硼和锂的萃余液，其中，所述萃取剂包括二苯并‑18‑冠醚‑6，所述协萃剂包括1‑丁基‑3‑甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐；(2)对所述萃取液进行反萃，得到富含钾和钠的水溶液，之后对所述富含钾和钠的水溶液进行分离，得到钾盐；(3)对步骤(1)中所得萃余液进行分离，得到锂盐。本发明专利技术卤水中钾和锂的预富集方法，具有工艺简单、预富集效率高、生产成本低廉等优点，有利于盐湖资源综合利用的可持续发展，具有较好的经济效益和社会效益。

A preconcentration extraction system and preconcentration method of potassium and lithium in brine

The invention discloses a preconcentration extraction system and preconcentration method of potassium and lithium in brine. The preconcentration method of potassium and lithium in the brine includes: (1) extracting the brine by the extractant, diluent and synergistic agent to obtain the extraction solution rich in potassium and sodium and the extraction residual solution rich in magnesium, boron and lithium, wherein the extraction agent includes dibenzo-18-crown ether-6, and the synergistic agent includes 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) ammonium salt; (2) extracting the brine Take the solution for stripping to obtain the water solution rich in potassium and sodium, and then separate the water solution rich in potassium and sodium to obtain potassium salt; (3) separate the raffinate obtained in step (1) to obtain lithium salt. The preconcentration method of potassium and lithium in brine has the advantages of simple process, high preconcentration efficiency, low production cost, etc., is conducive to the sustainable development of comprehensive utilization of salt lake resources, and has good economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系及预富集方法
本专利技术涉及盐湖卤水资源综合利用领域，尤其涉及一种盐湖卤水中钾和锂的预富集萃取体系及钾和锂的预富集方法。
技术介绍
盐湖卤水中矿产资源丰富，开发利用价值巨大，尤其钾和锂资源的开发利用关系国计民生，战略意义重大。传统盐湖卤水的钾盐开发工艺过程中，多采用盐田滩晒工艺对盐湖原卤中钾盐进行预富集处理。滩晒得到的光卤石作为钾盐生产原料，老卤作为锂盐和硼酸等生产原料。但卤水盐田滩晒工序冗长、目标元素提取效率不高；盐田占地面积巨大、投资和维护成本很高，并且会对盐湖生态环境带来潜在危害，传统盐湖卤水中钾盐和锂盐等开发工艺亟需改善。溶剂萃取方法是十分成熟及可靠的现代分离提取技术，具有生产能力大、高效提取、精细分离、节能低碳、易于实现连续操作和自动化控制等一系列优点，广泛应用在湿法冶金、无机化工、有机和石油化工、生物制药、废水处理和分析化学等领域。在已见报导的盐湖老卤提锂方法中，有机磷萃取体系特别是中性磷类协萃体系，对锂具有很高的选择性，是国内外盐湖卤水提锂研究和应用的热点。例如，CN104404268A公开了一种高镁锂比卤水提锂的新型共萃体系及其共萃方法，该方法采用磷酸三丁酯或者磷酸三异丁酯，对盐湖高镁锂比卤水中锂的提取取得了较好的效果，该专利技术工艺流程简单，锂提取率较高，有效的降低了卤水镁锂比，较传统的三氯化铁萃取体系具有明显优势，可应用于盐湖卤水提锂，尤其适于解决高镁锂比盐湖卤水提锂困难的问题。又例如，CN105152190A公开了一种从低锂卤水中分离镁和富集锂生产碳酸锂的方法，该方法主要采用磷酸三烷酯对低锂盐湖卤水进行萃取，萃取过程在弱酸性或中性条件下进行，生产成本低，特别适合镁锂质量比120以下的盐湖卤水中分离镁后生产碳酸锂。这些方法取得了较好的锂提取效果，但多以盐湖老卤或者盐湖原卤经蒸发后的卤水体系为生产原料，仍然不能避免采用传统卤水盐田滩晒工艺来预处理盐湖原卤，造成盐湖原卤中钾和锂的损失。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种盐湖卤水中钾和锂的预富集萃取体系及钾和锂的预富集方法，从而克服现有技术中的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系，包括萃取剂和协萃剂，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐。本专利技术实施例还提供了一种卤水中钾和锂的预富集方法，包括以下步骤：(1)通过萃取剂、稀释剂及协萃剂对卤水进行萃取，得到富含钾、钠的萃取液及富含镁、硼和锂的萃余液，其中，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐；(2)对所述萃取液进行反萃，得到富含钾和钠的水溶液，之后对所述富含钾和钠的水溶液进行分离，得到钾盐；(3)对步骤(1)中所得萃余液进行分离，得到锂盐。较之现有技术，本专利技术的有益效果包括：(1)本专利技术使用一种对钾和钠选择性非常高的有机萃取体系，通过溶剂萃取法，分别得到了富含钾和锂的溶液，一步实现了卤水中钾和锂的分离和预富集，富钾和富锂溶液可直接用作后续钾盐和锂盐生产的原料。避免了因卤水盐田滩晒带来的占地面积巨大、盐田建设和维护成本高昂、滩晒时间冗长和目标元素回收率低等问题。(2)本专利技术整个萃取和反萃工艺过程中反应温度为常温，不需要调节pH，能耗较低，且对设备的要求不高。(3)相比于卤水盐田滩晒工艺，本专利技术具有工艺更简单、预富集效率高、生产成本低廉等优点，将有利于盐湖资源综合利用的可持续发展，具有较好的经济效益和社会效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一典型实施方式中萃取工艺流程简图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的是一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系，包括萃取剂和协萃剂，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6(以下简称DB18C6)，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐([C4mim+][NTf2-]，简称ILs)。在一些实施方案中，萃取体系还包括稀释剂，所述稀释剂包括1,2二氯乙烷(C2H4Cl2)、正辛醇、氯仿、二甲苯、硝基苯和乙酸乙酯中的任意一种或两种以上的组合。作为本专利技术技术方案的另一个方面，其所涉及的是一种卤水中钾和锂的预富集方法，包括以下步骤：(1)通过萃取剂、稀释剂及协萃剂对卤水进行萃取，得到富含钾、钠的萃取液(即油相)及富含镁、硼和锂的萃余液(即水相)，其中，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐；(2)对所述萃取液进行反萃，得到富含钾和钠的水溶液，之后对所述富含钾和钠的水溶液进行分离，得到钾盐；(3)对步骤(1)中所得萃余液进行分离，得到锂盐。其中，卤水可以为盐湖卤水，富含钾、钠的萃取液为油相，富含镁、硼和锂的萃余液为水相。步骤(1)中所得萃取液和萃余液的体积比为1:1。步骤(1)中萃取剂、稀释剂及协萃剂共同组成萃取体系。在一些实施方案中，所述稀释剂和协萃剂的体积比为2:1～9:1。在一些实施方案中，所述萃取剂的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L。在一些实施方案中，步骤(2)中采用硝酸铵溶液对所述萃取液进行反萃。在一些较为优选的实施方案中，所述硝酸铵溶液的摩尔浓度为2-3mol/L。在一些较为优选的实施方案中，反萃过程中油相和水相的体积比为1:1，所述萃取和反萃均于常温下进行。其中，卤水也不需要调节pH值。在一些实施方案中，步骤(2)中采用浮选等常规方法对所述富含钾和钠的水溶液进行分离。也可以采用其他常规的钾钠分离方法，例如采用本领域技术人员熟悉和常用的钾钠分离工艺。在一些实施方案中，步骤(3)包括：采用离子膜或者萃取分离提取锂等常规方法，对步骤(1)中所得萃余液进行分离，得到锂盐。也可以采用其他常规的提锂方法，例如采用本领域技术人员熟悉和常用的提锂工艺。本专利技术中萃取工艺的流程可参阅图1所示。本专利技术提供了一种盐湖卤水中钾和锂的预富集萃取体系及钾和锂的预富集方法，改变传统盐湖卤水生产钾盐和锂盐等盐湖化工产品过程中的盐湖原卤综合预处理方法。可将溶剂萃取法应用于盐湖卤水元素前期钾和锂的预富集和分离，具有很好的发展前景和巨大的经济效益。下面结合若干优选实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系，其特征在于：包括萃取剂和协萃剂，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种卤水中钾和锂的预富集萃取体系，其特征在于：包括萃取剂和协萃剂，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐。


2.如权利要求1所述的卤水中钾和锂的预富集萃取体系，其特征在于：萃取体系还包括稀释剂，所述稀释剂包括1,2二氯乙烷、正辛醇、氯仿、二甲苯、硝基苯和乙酸乙酯中的任意一种或两种以上的组合。


3.一种卤水中钾和锂的预富集方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过萃取剂、稀释剂及协萃剂对卤水进行萃取，得到富含钾、钠的萃取液及富含镁、硼和锂的萃余液，其中，所述萃取剂包括二苯并-18-冠醚-6，所述协萃剂包括1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚铵盐；
(2)对所述萃取液进行反萃，得到富含钾和钠的水溶液，之后对所述富含钾和钠的水溶液进行分离，得到钾盐；
(3)对步骤(1)中所得萃余液进行分离，得到锂盐。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，樊洁，黄东方，王舒娅，郑红，
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