[发明专利]一种采用萃取法从盐湖卤水中提取锂的方法

说明书

本发明涉及一种采用萃取法从盐湖卤水中提取锂的方法，该方法适用于从高镁锂比盐湖卤水和盐田含锂浓缩老卤中制取碳酸锂和氯化锂的生产过程。该方法采用共萃剂FeCl₃、萃取剂和稀释剂进行锂的萃取，所述萃取剂为中性磷氧类化合物A和相调节剂B的混合物，其中所述相调节剂B为萃取反应过程中可与中性磷氧类化合物A发生质子化反应的有机化合物，所述萃取剂萃锂后的萃合物组成为xLiFeCl₄·yHCl·aA·bB，该萃合物易溶于稀释剂，萃取体系具有良好的分相性能和反萃、再生性能，进一步优化了萃取法提锂的工艺。本发明方法对设备要求低、所用有机化合物价廉易得、适于工业应用。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种采用萃取法从盐湖卤水中提取锂的方法。

背景技术

锂具有各种优异性能，被称为“二十一世纪的能源金属”、“工业味精”、“明天的宇航合金”，战略地位显著。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，其储量居世界前列。现在国外已生产的卤水提锂都仅限于含镁浓度较低的卤水，镁锂比值小于6:1，而对于如我国柴达木盆地盐湖含有高浓度镁、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，在低浓度目标金属的提取方面应用广泛，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，研究者对溶剂萃取技术从高镁锂比盐湖卤水中提取分离锂进行了大量的研究，提出了若干萃取体系及工艺，其中以FeCl₃作共萃剂，磷酸三丁酯作萃取剂的体系最为接近工业应用。1987年中国科学院青海盐湖研究所申请的中国发明专利87103431提出了用FeCl₃做共萃剂，单一萃取剂磷酸三丁酯的煤油溶液萃取锂的体系和工艺，该技术进行了大柴旦盐湖卤水中提取锂的半工业试验。但是，该体系中高浓度磷酸三丁酯存在对萃取设备腐蚀性强、有机相水溶损失大、在酸性介质中易发生降解等不足，难以大规模工业应用。2012年中国科学院青海盐湖研究所申请的中国发明专利201210055323.1提出了用碱金属氯化物、碱土金属氯化物或其混合物取代中国发明专利87103431萃取工艺中的全酸全碱转相，以减少酸碱费用并降低对设备的腐蚀，2012年中国科学院青海盐湖研究所申请的中国发明专利201210164150.7提出了用酰胺类和中性磷氧类化合物的混合物为萃取剂的萃取体系，该萃取体系相比单一萃取剂磷酸三丁酯能降低对设备的腐蚀，文献“N523-TBP-磺化煤油萃取体系从饱和氯化镁卤水中萃取锂的工艺研究”(时东等，盐湖研究，2013,21(2)：52-57)详细报道了新型酰胺类萃取剂N523与中性磷氧类萃取剂TBP的混合物为萃取剂的萃取体系，采用“20％N523-30％TBP-50％磺化煤油”的新萃取体系，研究了逆流串级萃取、洗涤、反萃、转相等工段的工艺参数，确定了萃取工艺流程，完成了全流程萃取工艺实验，针对锂浓度约2g/l、镁锂比约55:1的青海某盐湖提钾后老卤，该萃取体系经8级全流程萃取后，锂萃取率可达到96％以上，萃取分相快，无三相及乳化现象。该萃取体系有机相的转相再生过程为盐酸反萃后的空负载有机相与定量的氢氧化钠摇匀后中和有机相中的酸，再与萃余液接触将进入水相的铁萃入有机相，使HFeCl₄转化为NaFeCl₄、Mg(FeCl4)₂，使萃取剂恢复萃取锂的能力完成转相过程，转相过程中必须精确控制加入碱的量，加碱量太低，会严重影响再生有机相锂的萃取能力，加碱量太高，负载有机相中过量的碱不能被卤水中的酸完全中和，会严重影响分相效果，对工业生产的控制水平提出了很高的要求。整体来看，现有盐湖卤水萃取提锂方法依然存在工艺流程复杂、萃取试剂价格高、萃取设备防腐要求高而投资大、整体生产成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能降低对设备的腐蚀性且工艺流程简单可控，易于工程实现的从盐湖卤水中提取锂的方法。