[发明专利]锂萃取剂以及从盐湖卤水中提取锂的方法

说明书

本发明公开了锂萃取剂以及从盐湖卤水中提取锂的方法。其中，该方法利用N,N‑二甲基烷基酰胺作主萃取剂，以酮作相改性剂从盐湖卤水中提取锂，该类萃取剂在具有优秀的锂萃取能力和选择性的同时，在使用中不易形成影响萃取过程的絮凝物，且避免了含磷萃取剂的使用，对环境更为友好。

技术领域

本发明涉及萃取化学领域，具体而言，涉及锂萃取剂以及从盐湖卤水中提取锂的方法。

背景技术

锂是重要的战略资源。自然界中，锂主要赋存于固体矿物和液体矿床中，其中，盐湖卤水中的锂资源约占全球已探明锂资源的90％。我国具有丰富的盐湖卤水资源，主要分布在青海、西藏等地区。青海柴达木盆地的盐湖锂资源非常丰富，LiCl储量约2.8×10⁷t。该类卤水具有两个显著的特点：(1)锂含量高，达2～3g/L；(2)镁锂比很高，通常都大于40(质量比)。由于锂和镁的化学性质非常相似，常规方法很难将锂从高镁锂比盐湖卤水中提取出来，并与高浓度的镁分离。

溶剂萃取是化工过程中提纯和分离的一种重要手段，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卤水中提取分离锂的最有前景的方法之一。锂在盐湖卤水中以离子形式存在。Li⁺半径很小，只有一个电子层，2s,2p为空轨道，可极化性很低，只能与O、N等硬碱配位原子发生sp³杂化形成稳定的四面体结构。在水溶液中，Li⁺与H₂O分子发生强烈的水合作用，形成Li(H₂O)₄⁺，萃取剂分子很难与水分子竞争与锂离子结合，因此，至今仍没有发现可直接萃取Li⁺的萃取剂。在Cl^-浓度较高且含有Fe³⁺的水溶液中，会发生如下反应：Mⁿ⁺+FeCl₄^-＝M(FeCl₄)_n。M(FeCl₄)_n可被一些特定结构的中性萃取剂(如中性磷酸酯、酰胺等)萃取。M(FeCl₄)_n被这些萃取剂萃取的优先顺序为HFeCl₄LiFeCl₄Mg(FeCl₄)₂NaFeCl₄KFeCl₄。根据这个原理，科学家们发展了FeCl₃共萃体系以实现从盐湖卤水中提取锂及与其他金属离子的分离，其原理是：在盐湖卤水中加入FeCl₃，使卤水中的各种阳离子与FeCl₃结合形成M(FeCl₄)_n，再利用中性磷酸酯、酰胺等萃取剂优先将HFeCl₄及LiFeCl₄萃取至有机相，而Mg(FeCl₄)₂、NaFeCl₄、KFeCl₄等留在水相，再用较浓盐酸反萃有机相，使LiFeCl₄转化为HFeCl₄，而Li⁺进入水相。

然而，现有的从盐湖卤水中提取锂的萃取体系及工艺仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现而提出的：