一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂及萃取硼酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的离子液体助萃取剂及利用该离子液体作为助萃取剂萃取盐湖卤水中硼酸的方法。采用离子液体强化萃取剂在从盐湖卤水中提硼具有选择性好、效率高、成本低等特点，应用前景广阔。应用该助萃取剂可以强化盐湖卤水萃取硼酸过程的萃取效果，提高单级萃取效率。提高单级萃取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂及萃取硼酸的方法


[0001]本专利技术属于盐湖化工
，具体涉及一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂及萃取硼酸的方法。

技术介绍

[0002]青海省硼资源储量丰富，硼资源储量居全国第二位，其中大型矿床主要有大柴旦湖、小柴旦湖、一里坪、西台吉乃尔和察尔汗等盐湖。硼酸是一种用途极广的工业硼化物。硼酸主要用于玻璃制造工业，在搪瓷、陶瓷工业中用以增强制品的光泽和坚牢度。在钢铁工业中掺入硼制成的硼钢具有较高的硬度和良好的轧延性，可代替镍钢。在医药上作杀菌剂。此外，也可用作木材的防腐剂。农业上作硼肥。还在金属焊接、皮革制造、电容器、电镀、化妆品等制造方面有广泛用途。硼酸是制造各种硼化合物的主要原料。青海省的固体硼矿资源经过几十年的开采，现已基本枯竭，而盐湖卤水在提锂的过程中副产大量的硼，一直未能工业化利用。
[0003]西台吉乃尔盐湖以富钾、硼、锂为特征，查明锂资源量(以氯化锂计)为263万吨、钾资源量(以氯化钾计)为2073万吨，硼资源量(以三氧化二硼计)为155万吨。锂钾硼资源的高效开发利用，既可提高盐湖综合利用收益，又是青海打造世界级盐湖产业基地的有力组成。青海中信国安科技发展有限公司于2016年4月开始进行老卤水酸化制硼酸作业，2017年全年生产粗硼酸约2.5万吨，B2O3平均品位18.6％，杂质含量高，采用热溶冷结晶工艺约可生产4000吨左右精硼酸产品。虽实现了部分硼酸精制，受限于工艺和设备，造成精硼酸产品质量无法得到有效提升。
[0004]现代的工业对硼的需求量日益增大，硼的成熟且高效的开发技术是很具有意义的。硼元素主要分布于固体矿和液体矿中，随着对硼矿的大量开采，固体矿中的硼元素已经几近枯竭，开发一种成熟且高效的技术去提取液体矿中的硼元素是非常重要的。我国对盐湖卤水中硼资源的开发与利用研究还处于初级阶段。硼矿资源的不断开发利用以及技术不够成熟，使我国优质硼资源已减少，同时也造成了资源的浪费和盐湖环境的污染，因此如何绿色、高效地利用硼资源，尤其是从盐湖卤水中提取硼资源变的日益迫切。
[0005]目前从盐湖卤水中提硼的技术主要有酸化结晶法、沉淀法、浮选法、离子交换法和溶剂萃取法等。而酸化结晶法对硼的萃取率仅有50％～60％，仅适用于含硼量较高的原料卤水；沉淀法耗酸量大；离子交换法在工业化生产中受到工艺和成本的限制。溶剂萃取法受溶液中硼酸含量的限制较小，且工艺流程短、生产设备简单、操作简便，是一种较为理想且应用前景广的提硼方法。但所采用的一元醇萃取剂存在单级萃取率低，需要的萃取级数多等问题；这样对溶剂造成很大的损失，并且损失的萃取剂进入水相后对水相造成污染，提高单级的萃取率是一个很重要的待解决问题。二元醇萃取剂粘度差、溶损率高、油溶性差，一定程度上限制了工业应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的离子液体助萃取剂及利用该离子液体作为助萃取剂萃取盐湖卤水中硼酸的方法。采用离子液体强化萃取剂在从盐湖卤水中提硼具有选择性好、效率高、成本低等特点，应用前景广阔。应用该助萃取剂可以强化盐湖卤水萃取硼酸过程的萃取效果，提高单级萃取效率。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂，所述助萃取剂为离子液体，所述离子液体中阴离子包括且不限于氯离子、醋酸根离子、磷酸氢根离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、甲基磺酸根离子、三氟甲基磺酸根离子等；
[0009]所述离子液体助萃取剂的阳离子为不同侧链长度的3
‑
甲基咪唑阳离子和不同侧链长度的吡啶阳离子等；其结构式为，
[0010][0011]其中：R1和R2均为C
11
～C
20
的直链烷基。
[0012]在上述技术方案中，所述离子液体的阴离子为硫酸氢根离子和甲基磺酸根离子；
[0013]所述离子液体的阳离子的R1和R2为C
12
～C
16
的直链烷基。
[0014]一种从盐湖卤水中萃取硼酸的方法，采用上述技术方案中所述的用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂。
[0015]研究发现，当离子液体阴离子为甲基磺酸根离子，阳离子为优选范围下的阳离子时，可以将硼酸的单级萃取率从无助萃取剂时的54％显著提升至90％～95％；当离子液体阴离子为硫酸氢根离子，阳离子为优选范围下的阳离子时，可以将硼酸的单级萃取率显著提升至92％～95％。
[0016]一种从盐湖卤水中萃取硼酸的方法，采用上技术方案中的离子液体作为助萃取剂，包括以下步骤：
[0017]步骤1，将所述助萃取剂、萃取剂及稀释剂混合，得到萃取有机相；所述萃取剂和稀释剂的体积比为1∶(0.25～1.5)；优选为1∶(0.6～1)；
[0018]助萃取剂相对于萃取剂的加入量为1g/(30～60)mL，优选为1g/(40～50)mL；
[0019]将所述萃取有机相与酸化后的盐湖卤水进行混合萃取，分相后得到硼酸负载有机相及萃余水；
[0020]步骤2，将所述硼酸负载有机相与反萃剂混合，进行反萃取，分相后得到含有硼酸的水相及贫有机相；
[0021]所述反萃剂为中性或弱酸性水溶液。
[0022]在上述技术方案中，所述萃取剂为一元脂肪醇和/或二元脂肪醇；
[0023]所述一元脂肪醇优选为异戊醇、异辛醇中至少一种；
[0024]所述二元脂肪醇优选为1,2
‑
二元醇、1,3
‑
二元醇中至少一种。
[0025]在上述技术方案中，所述稀释剂为一种20℃下运动粘度不高于8mm2/s的疏水有机溶剂，优选为航空煤油。
[0026]在上述技术方案中，所述酸化后的盐湖卤水的pH值为2～3，优选pH值为2～2.6；
[0027]酸化盐湖卤水的过程采用盐酸进行酸化。
[0028]在上述技术方案中，将所述萃取有机相与酸化后的盐湖卤水进行混合萃取的过程中，萃取有机相与酸化后的盐湖卤水体积比优选为1∶(1～1.2)。
[0029]在上述技术方案中，将所述萃取有机相与酸化后的盐湖卤水进行混合萃取的过程中，萃取温度为20～40℃，优选温度为20～25℃；萃取时间优选为20～30min。
[0030]在上述技术方案中，所述反萃剂pH值为6～7；优选反萃取剂为去离子水。
[0031]在上述技术方案中，将所述硼酸负载有机相与反萃剂混合进行反萃取的过程中，所述反萃取剂与硼酸负载有机相的体积比优选为1∶(1～1.2)。
[0032]在上述技术方案中，将所述硼酸负载有机相与反萃剂混合进行反萃取的过程中，反萃取温度为20～40℃，优选温度为20～25℃，反萃取时间优选为20～30min。
[0033]本专利技术的优点和有益效果为：
[0034]溶剂萃取的关键是萃取体系的选择，因此针对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂，其特征在于，所述助萃取剂为离子液体，所述离子液体中阴离子包括且不限于氯离子、醋酸根离子、磷酸氢根离子、磷酸二氢根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、甲基磺酸根离子、三氟甲基磺酸根离子等；所述离子液体助萃取剂的阳离子为不同侧链长度的3
‑
甲基咪唑阳离子和不同侧链长度的吡啶阳离子等；其结构式为，其中：R1和R2均为C
11
～C
20
的直链烷基。2.根据权利要求1所述的助萃取剂，其特征在于，所述离子液体的阴离子为硫酸氢根离子和甲基磺酸根离子；所述离子液体的阳离子的R1和R2为C
12
～C
16
的直链烷基。3.一种从盐湖卤水中萃取硼酸的方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂。4.一种从盐湖卤水中萃取硼酸的方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的用于从盐湖卤水中萃取硼酸的助萃取剂，包括以下步骤：步骤1，将所述助萃取剂、萃取剂及稀释剂混合，得到萃取有机相；所述萃取剂和稀释剂的体积比为1∶(0.25～1.5)；优选为1∶(0.6～1)；助萃取剂相对于萃取剂的加入量为1g/(30～60)mL，优选为1g/(40～50)mL；将所述萃取有机相与酸化后的盐湖卤水进行混合萃取，分相后得到硼酸负载有机相及萃余水；步骤2，将所述硼酸负载有机相与反萃剂混合，进行反萃取，分相后得到含有硼酸的水相及贫有机相；所述反萃剂为中性或弱酸性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李积升，胡玉峰，孙长宇，王智远，马成龙，
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：