[发明专利]一种从高镁含锂卤水中提取制备高纯锂盐的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于化工分离技术领域，具体涉及一种从高镁含锂卤水中提取制备高纯锂盐的工艺方法。

背景技术

环境的污染以及石油储量的减少，能源危机已日益威胁社会的稳定可持续发展，锂作为一种高能量密度的电能载体，已成为减少环境污染，改变能源结构的战略金属，被称为“二十一世纪的能源金属”、“工业味精”，战略地位显著。目前高纯锂盐在电子新材料和新能源等高新技术领域的应用不断扩大，在锂电池、医药等行业有广泛的应用。锂动力汽车的兴起，使得对纯锂盐的需求更加紧迫。

我国是一个锂资源大国，其中盐湖卤水资源占总储量的80％。仅青海和西藏盐湖卤水中锂的储量就与世界其他国家目前已经探明的总储量相当。据估计，青海柴达木盆地岩区氯化锂储量为2700万吨，居全国首位。盐湖卤水中锂资源的利用是世界各国的开发热点，我国盐湖锂资源丰富，盐湖锂资源的开发利用对我国具有重要的战略意义。然而，我国盐湖中镁离子含量高，一般为高镁含锂卤水。采用化学法将镁沉淀消耗的碱量太大，成本高和环境危害大。同时，由于盐湖卤水中含有大量其他离子，分离过程中得到高纯度的锂盐比较困难，工艺过程复杂。因此采用简单的工艺条件实现高纯锂的提取非常重要。

采用萃取法是盐湖卤水锂提取的有效方法。目前萃取法从盐湖卤水中提取锂的工艺技术相关专利有：1963年Robert D就采用尿素酮类萃取剂从碳酸盐湖中提取锂(US3306712A)；1987年中国科学院青海盐湖研究所黄师强等人以磷酸三丁酯为萃取体系从盐湖卤水中提取锂(CN1005145B)；江南大学公开的采用TBP-离子液体萃取体系分离盐湖卤水中锂(CN1017678 0A)；中国科学院盐湖研究所李海明以TBP-CON-KS萃取体系分离卤水中的锂离子(CN101698488A)；中国科学院有机化学研究所还有以磷酸三丁酯(TBP)和酰胺类萃取体系分离卤水中锂离子的研究(CN201210164159)。上述专利文献证明从高镁含锂卤水中提取锂离子，采用磷酸三丁酯(TBP)的萃取体系的萃取方法是可行的。采用TBP萃取剂的萃取工艺方法大致包括萃取-反萃工艺过程。发明专利CN87103431报道了萃取-洗涤-反萃-洗酸工艺分离卤水锂资源，专利CN201210055323在专利CN87103431的基础上增加了碱金属氯化物或碱土金属转相的工艺。然而最终产品中仍有一定量的杂质，如镁离子，专利报道的锂盐产品纯度在很多应用中还需要提高。现有的高镁含锂卤水提锂技术中没有提及高纯锂生产的关键步骤，一般是采用将粗锂进一步精制的手段，但是这种途径工艺复杂、成本过高。如CN102992358专利中公开的采用沉淀并过滤滤渣方法得到高纯的锂盐产品，但是沉淀过滤的方法工艺相对复杂，成本较高。

因此寻求一种工艺简单、成本低的高纯锂盐制备工艺对于发展锂能源金属具有重要的推动作用。

发明内容

本发明的目的是，提供一种从高镁含锂卤水中提取制备高纯锂盐的工艺方法，解决现有技术中高纯锂盐提取制备工艺复杂、成本高的技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种从高镁含锂卤水中提取制备高纯锂盐的工艺方法，该方法包括如下步骤：

萃取步骤，向高镁含锂卤水中添加FeCl₃、萃取剂磷酸三丁酯(TBP)和稀释剂，进行锂的萃取得到负载锂的萃取体系(含LiFeCl₄*2TBP及少量的Mg(FeCl₄)₂*2TBP)；该步骤中萃取剂TBP在萃取体系中的体积百分比为30～100％；所述稀释剂为有机溶剂，优选为磺化煤油、航空汽油或芳香烃；

交换步骤，采用锂盐水溶液与前述负载锂的萃取体系混合，以去除负载锂的萃取体系中的其他杂质，得到负载高纯锂的萃取体系；该步骤中交换反应的原理为：

2Li⁺+Mg(FeCl₄)₂*2TBP＝2LiFeCl₄*2TBP+Mg²⁺

该交换步骤中得到的水相溶液可进一步应用到萃取步骤中，使其中的锂重新进入萃取体系；

反萃步骤，将前述负载高纯锂的萃取体系与酸溶液进行反萃，得到含高纯锂盐的水相，水相蒸干后获得高纯锂盐；所述酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液或磷酸溶液。

进一步地，所述反萃步骤后还包括：洗酸步骤，前述反萃步骤后的有机相采用去离子水进行洗酸，得到洗酸后的萃取体系和水相。