[发明专利]用仲酰胺/叔酰胺复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂的萃取体系、萃取方法和其应用

说明书

本发明公开了用仲酰胺/叔酰胺复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂的萃取体系、萃取方法和其应用。萃取体系中含有仲酰胺和叔酰胺分别由其单一化合物或两种以上的混合物组成，分子中碳原子总数分别为12～18和18～32，萃取体系的凝固点小于0℃。在有机相与卤水相体积比1～10:1、卤水密度为1.30～1.56g/cm³、卤水pH值1～7和温度0～50℃下进行单级或多级逆流萃取，反萃取得到低钙锂比水相，经过浓缩、除杂与制备，分别得到氯化锂、碳酸锂和氢氧化锂。本发明的优异效果：仲酰胺萃取剂分子结构简单，容易生产，叔酰胺改进复合溶剂的粘度等性质；Li⁺多级萃取率高，锂钙分离系数大，用水反萃取酸碱消耗小；萃取分离工艺流程短，萃取体系溶损小，适合于油田卤水开发。

技术领域

本发明涉及一种从含钙卤水中提取锂的方法，尤其涉及到用复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂的萃取体系以及萃取方法和其应用。

背景技术

在我国青海柴达木盆地西部南翼山地区拥有丰富的油田地下卤水，其资源储量可与柴达木盆地盐湖储量媲美，为世界罕见的多元素共存特大型矿床，具有极大的工业开发价值。其中钾硼锂碘等有用组分多、含量高，资源赋存状态与已开发盐湖资源种类有较大差别，属于苏林分类中的氯化钙型卤水，呈现高矿化度、高钙、低镁和低硫酸根特征，经盐田日晒浓缩后其中氯化钙含量高达30.8～43.0％。

近年来从高钙锂比卤水中提取有价元素锂受到重视，钙与锂的分离是其技术关键，现行的钙锂分离方法主要有两种：(1)允卤法，通过使用芒硝或含硫酸根的卤水与含钙卤水混合，除去硫酸钙沉淀达到钙锂分离目的。高文远等利用盐湖自身或其附近的硫酸钠资源与高钙老卤中的钙源发生反应，进行老卤脱钙(CN104817096B)，这种方法会产生大量硫酸钙沉淀，锂离子夹带损失严重。(2)冷冻结晶法，利用氯化钙溶解度随温度的变化、使卤水中的钙盐在低温下析出。李冰等将油田水蒸发至比重1.40～1.54，于0～–30℃下进行冷冻3～15天，得到富锂卤水(CN103508472A)，这种方法所需时间长，钙锂质量比下降程度受到限制。

而在其他分离卤水中钙的方法中秦晓明等采用螯合阳离子交换树脂柱于pH值10～12下脱除含锂溶液中二价以上的金属阳离子(CN108840354A)、郭定江等采用纳滤器除去高盐氯化锂混合溶液中的钙镁杂质(CN106048218A)和曹乃珍等利用萃取法以P204为萃取剂、磺化煤油为缓释剂除去富锂溶液中的钙镁离子(CN105712383A)，这些方法只适合于低浓度含钙镁卤水的深度净化处理。目前涉及到高钙锂比油田卤水研究的文献不多，特别是溶剂萃取法应用于高钙锂比卤水进行钙锂分离的文献还未见报道，这归结于Ca²⁺价层有空的3d轨道、配位能力强，离子软硬性又与Mg²⁺有明显不同，事实上高钙锂比卤水的分离比高镁锂比卤水的分离变得更为困难，导致油田卤水中锂资源的开发迄今未能实现。

然而溶剂萃取法是利用有机溶剂对锂离子的特定萃取性能达到锂钙或锂镁分离目的，被认为是针对高镁锂比盐湖卤水最有前途的提锂方法，这同样也可能应用于高钙锂比油田卤水，萃取剂的优劣和新萃取剂的发现是其技术过程的关键。叔酰胺作为一类性质稳定的中性溶剂，有助于两相分离，与其他有效成分组合可能构成新的萃取体系。将高钙锂比卤水实现锂钙分离转变为低钙锂比卤水后，能制得市场上特别需要的碳酸锂、氯化锂和氢氧化锂等基础化工产品。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术方法中存在的不足，提供一种经济有效的用仲酰胺/叔酰胺复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂的萃取体系、萃取方法和其应用。

本发明提供的技术方案和工艺过程如下：

1.用仲酰胺/叔酰胺复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂的萃取体系，该萃取体系中含有A和B两类物质；其中A类物质为仲酰胺由单一化合物或两种以上的混合物组成；其中，单一化合物具有如式(I)所示的结构：