[发明专利]从盐湖卤水中萃取锂的萃取体系

说明书

技术领域

本发明属于萃取化学、化工技术领域，具体地讲，涉及一种从盐湖卤水中萃取锂的萃取体系。

背景技术

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Fe³⁺以LiFeCl₄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。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种从盐湖卤水中萃取锂的萃取体系，该萃取体系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。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种从盐湖卤水中萃取锂的萃取体系，包括：复合萃取剂及共萃剂；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；所述共萃剂和盐湖卤水中Li⁺的摩尔比为0.9～1.9:1，所述共萃剂为三氯化铁。

进一步地，所述萃取体系还包括稀释剂；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，所述协萃剂和所述盐湖卤水中Li⁺的摩尔比为1.1～1.9:1。

进一步地，在所述盐湖卤水中，Li⁺的质量浓度为1.8g·L^-1～5.1g·L^-1。

进一步地，在所述盐湖卤水中，Li⁺的质量浓度为1.8g·L^-1～3.6g·L^-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。

本发明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在萃取剂TBP用量在低于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