[发明专利]基于离心萃取器的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺

说明书

本发明公开了一种基于离心萃取器的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，其包括下述步骤：提供萃取水相、提供萃取有机相、萃取步骤、洗涤步骤、反萃步骤以及再生步骤。根据本发明的工艺采用全新的萃取体系，从含锂碱性卤水体系中萃取锂，并且首次确定了基于离心萃取器的萃取‑洗涤‑反萃‑再生的全流程工艺，而不仅停留在萃取工段的基础研究上，最终确定了该萃取体系所适配的每一工段的级数、流比以及各试剂浓度等工艺参数，提供了基于离心萃取器的工业化生产工艺路线；该从含锂碱性卤水中提取锂的工艺尤其适用于氯化锂溶液在制备碳酸锂产品过程中产生的滤液体系，以从该其中进一步提取锂，从而实现了盐湖卤水的真正综合循环利用，具有实际意义。

技术领域

本发明属于盐湖化工技术领域，具体来讲，涉及一种基于离心萃取器的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺。

背景技术

锂是自然界中最轻的金属，具有极强的电化学活性，其金属和化合物被广泛应用于玻璃、陶瓷炼铝、有机化工、航空航天、核聚变等行业及领域作为热核聚变(氢弹)的爆炸物，飞机、火箭和导弹的高性能推进燃料及核反应堆的屏蔽材料。锂电池比普通电池高4～30倍的储能以及具有良好的使用性能，很早就被用来作为鱼雷、潜艇、宇宙飞行器的推动力。锂铝、锂镁合金高强质轻，是航空航天及火箭的良好材质，颇受军工、航天产业青睐。21世纪，随着对清洁能源需求的高涨和低价锂盐的生产，锂能源将可能深刻地影响人们的生活，因而锂被称作“21世纪的能源金属”。

目前从盐湖卤水中提取锂的有效方法包括溶剂萃取法，而溶剂萃取法都不可避免地采用了FeCl₃作为协萃剂，使得萃取有机相密度增大，两相密度差减小，对萃取分离设备要求较高；同时，引入FeCl₃后，在用碱对萃取剂再生时难度很大，需要非常精准的流量控制，否则会造成萃取率下降或萃取剂乳化失效等问题。此外，由于有机相中含有协萃剂FeCl₃，这就要求萃取料液(卤水)必须保持弱酸性，否则就会造成Fe水解，进入萃取工段的卤水必须进行酸化处理，而青海盐湖中锂与硼普遍伴生存在，酸化过程必然有硼酸析出，需要过滤处理，因此对于碱性体系中锂的萃取无适用性。且目前用于锂的萃取剂多数只能实现锂镁分离，对于碱金属体系萃取效果很差。总之，由于协萃剂FeCl₃的存在，使得工艺流程较为复杂，工艺控制难度很大，设备投入大。

与此同时，在目前溶剂萃取行业所用的萃取设备中，离心萃取器具有设备紧凑、传质效率高且溶质滞留量小，其萃取工艺具有如下优点：萃取过程平衡时间短、物料滞留量少、分相迅速；参数调整反应迅速、易于实现自动化；设备体积小，厂房面积小，初装试剂、物料量小，投资少；设备密闭，工作环境好。

因此，急需研发一种基于离心萃取器且适用于从碱性卤水中提取锂的工艺方法，从而为实际工业化生产提供工艺指导。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于离心萃取器的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，该工艺采用不同于传统的萃取体系，能够从含锂碱性卤水体系中萃取其中的锂，并且确定了基于离心萃取器的萃取-洗涤-反萃-再生的全流程工艺，为实际工业化生产提供了工艺路径。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于离心萃取器的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺，包括步骤：

提供萃取水相：以含锂碱性卤水作为萃取水相；其中，所述含锂碱性卤水的pH为8～14，在所述含锂碱性卤水中，Li⁺的质量浓度为0.05g/L～10g/L，Na⁺的质量浓度不超过80g/L，K⁺的质量浓度不超过80g/L，Mg²⁺的质量浓度不超过1g/L，Ca²⁺的质量浓度不超过1g/L；