[发明专利]一种锂同位素的分离富集方法

说明书

本发明公开了一种锂同位素的分离富集方法，其包括：S1.将稀释剂和作为萃取剂的苯并喹啉类化合物均匀混合，形成萃取有机相；S2.将所述萃取有机相与锂盐溶液混合均匀，振荡离心收集有机相；S3.以洗脱剂对收集的有机相进行多级洗脱处理，获得富集⁷Li的有机相。本发明提供的方法是在多级洗脱过程中实现了锂同位素的富集。区别于传统的萃取工艺，该工艺在萃取和洗脱过程中均实现锂同位素的富集。在洗脱过程中，向萃取后的有机相中加入洗脱剂，锂离子在两相中形成动态平衡，同时有机相中萃取剂对⁷Li的特殊选择性，因此，⁷Li会富集在有机相中从而实现锂同位素的高效分离，且该方法以水为洗脱剂，减少了强酸和有机相的使用，极大降低了生产成本和对环境的污染。

技术领域

本发明属于锂同位素富集技术领域，具体涉及一种锂同位素的分离富集方法。

背景技术

天然存在的锂存在两种稳定的同位素即⁶Li和⁷Li，相对丰度分别是⁶Li为7.53％，⁷Li为92.47％。⁷Li的热中子吸收截面却非常小仅有0.036b，这说明⁷Li很难与中子发生碰撞，因此⁷Li可以在核反应中调控反应速率，还能在核反应堆中维护设备，如超纯⁷LiF可用作核聚变反应堆的冷却剂和载热剂；⁷LiOH可以用作压水堆的pH调节剂，降低反应设备的腐蚀，保证核反应的安全。

我国参与研发的国际热核聚变实验堆(ITER)计划是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。而锂的两种同位素⁶Li和⁷Li分别是热核聚变堆实验及运转过程中所必须的核燃料和冷却剂。因此，两种锂同位素分离是至关重要。我国具有十分丰富的锂资源，总储量位居世界第四位，锂资源分布总体相对集中，青海、西藏和四川锂资源储量占总量达85.23％。因此，研究锂同位素分离对于我国清洁能源发展及锂资源的有效开发利用具有极其重要的意义。

1936年，Lewis和Mac Donald初次报导了化学锂汞齐和LiCl溶液的化学交换分离体系，然后又报导了锂汞齐和含锂化合物有机相体系分离锂同位素的方法(Lewis G N,Macdonald R T.The Separation of Lithium Isotopes[J].Journal of the AmericanChemical Society,1936,58(12):2519-2524.)；周文研究了以6-(4-乙基-1-甲基辛基)8-羟基苯并喹啉为萃取剂分离锂同位素，分离因子为1.003(周文.锂同位素萃取分离新体系的研究[D].江南大学,2014.)；专利CN106731838B提供了一种将苯并冠醚功能化SBA-15型有序介孔硅基材料填充在色谱柱中制得萃取色谱柱；专利CN108619909A中提供了一种以具有锂同位素分离效应的聚合物多孔膜作为填充剂装填膜色谱柱，通过淋洗剂淋洗，利用多级膜色谱级联技术分离锂同位素；专利CN108854536A提供了一种萃取富集锂同位素的成套装置；专利CN108854535A提供一种分离锂同位素的分流萃取工艺；专利CN108854537A提供了一种同时获得富集⁶Li和⁷Li的两种富集产品的工艺。从以上资料可以看出，传统的多级工艺中锂同位素的富集均在萃取段完成，反萃工艺仅仅是将有机相中的锂离子转化到水溶液中，方便进入下一级萃取流程。每次进入新的萃取流程均需要新鲜的有机萃取剂和有机溶剂。强酸和大量有机物的使用极易对生态环境造成严重的污染问题，此外极大的增加工艺成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锂同位素的分离富集方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种锂同位素的分离富集方法，其包括：