[发明专利]用于从有机溶液中萃取硼的方法

说明书

描述了一种或多种用于萃取硼的方法。所述一种或多种方法包括将包含醇、有机溶剂和硼的组合与包含碱金属氢氧化物的水溶液混合以形成有机层和水层。所述水层可与所述有机层分离。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年2月15日提交的美国临时申请号62/806,206的权益。上文确定的专利申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及一种或多种用于从有机溶液中萃取硼的方法。

背景技术

本章节介绍可能与本文描述的和/或下文要求保护的技术的一些方面相关的信息或提供本文描述的和/或下文要求保护的技术的一些方面的上下文的信息。此信息是有助于更好地理解本文所公开的内容的背景。这种背景可包括对“相关”技术的讨论。这种技术的相关性绝不意味着它也是“现有”技术。相关技术可以或可以不是现有技术。讨论应从这个角度来理解，而不是作为对现有技术的承认。

随着用于电子产品的电池技术的进步，特别是基于锂的电池，近年来锂作为商品在市场上的价值大幅上升。锂盐是从世界各地的盐水中提取和纯化的。

在常用的商业提取方法中，通过在一系列蒸发池中蒸发水来浓缩天然存在的含锂盐水。随着盐水浓缩，各种盐类如岩盐和钾碱沉淀出来。浓缩盐水然后通过罐车运输并卸载到储罐中。典型的浓缩盐水可包含不同量的锂(Li)、硼(B)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、铁(Fe)、钾(K)、氯(Cl)、硫酸盐和硝酸盐。然后从浓缩盐水中除去杂质。各种商业方法可用于除去此类杂质。在这一点上，请参见例如美国专利号3,855,292、美国专利号5,219,550、美国专利号5,676,916以及Garrett,D.E.(2004),Handbook ofLithium and NaturalCalcium Chloride,Amsterdam,Elsevier,第126-129页。

在一种商业方法中，在转化为高纯度锂产品(如碳酸锂和氯化锂)之前，通过多个纯化步骤从浓缩盐水中除去杂质。纯化步骤之一，即溶剂萃取(SX)工艺，用于从盐水中除去硼，使其含量例如从标称8,000ppm降低至低于50ppm。SX工艺可包括：(a)用盐酸酸化盐水以将硼物质转化为硼酸，(b)通过在多级逆流液体-液体萃取操作中使所述酸化盐水与醇-煤油有机溶液接触来从所述酸化盐水中萃取硼，(c)在多级逆流再萃取操作中用水或稀释的苛性剂从负载硼的有机溶液再萃取硼至低于约100ppm，因此有机物可再循环至(b)。总体而言，SX工艺需要水与浓缩盐水的体积比大于大约1.3:1，从而产生富含硼(例如大约6,000至8,000ppm的硼)的尾水废物流。然后将尾水废物流运输至蒸发池。试图扩大此类方法的产量时经常遇到的限制是缺乏可用水和蒸发池的预先确立的容量。

因此，需要最小化或减少这些和其他限制的影响的新型和改进的浓缩含锂盐水的方法。

发明内容

一般而言，本公开提供了一种或多种用于从有机溶液中萃取硼的方法。

在一个方面，提供了一种方法，所述方法包括(A)在容器中合并(i)包含醇、有机溶剂和硼的组合；和(ii)包含基于水溶液的总重量约3wt.％至约25wt.％的碱金属氢氧化物的水溶液。所述碱金属氢氧化物与所述硼的摩尔比是约0.5至2.0，并且所述组合与所述水溶液的体积比在约10:1至约25:1的范围内。所述方法还包括将所述容器的内容物加热至约20℃至约100℃范围内的温度，直到所述内容物包含有机层和水层，并且所述水层包含大于约95％的来自所述组合的硼。所述方法还包括使所述水层与所述容器的内容物分离。

一个或多个方面包括任一前述段落的方法，其中所述方法还包括(D)从所述水层中分离大于约50％的硼。

一个或多个方面包括前一段落的方法，其中所述方法还包括(E)使用在(D)之后剩余的水层作为(A)中的水溶液的全部或部分。