[发明专利]一种新型深共晶溶液萃取体系分离制备锂-6和锂-7的方法

说明书

本发明属于萃取剂制备技术领域，提出了一种新型深共晶溶液萃取体系分离制备锂‑6和锂‑7的方法，包括如下步骤：步骤一，将供体HTTA和受体TOPO按照摩尔比为2:1的比例配置，装于烧杯中后在磁力搅拌器上水浴升温，溶解形成共晶溶液萃取剂；步骤二，将LiCl固体均匀缓慢地加入到容量瓶的部分水溶液中，再将NH₄Cl固体加入已有LiCl的容量瓶中，加入超纯水定容，得萃原液；步骤三，调节萃原液的pH，然后将萃原液与共晶溶液萃取剂以4:1体积混合于试管中，并放于振荡床振荡6h，然后使用离心机离心后，取水相；步骤四，将离心机离心后的有机相取出，用0.1mol/L的HCl溶液进行反萃取。本发明在较高萃取率的条件下，还具有较高的分离因子，合成步骤简便，工艺流程简单。

技术领域

本发明属于萃取剂制备技术领域，具体涉及一种新型深共晶溶液萃取体系分离制备锂-6和锂-7的方法。

背景技术

共晶溶液萃取剂，是指将两种或多种不同的氢键受体和氢键供体，按照特定的摩尔比在温度下恒定情况下混合，出现均匀透明液体即为共晶溶液萃取剂。通常来说，两种或者多种组分混合达到一定比例时，形成一个最低共熔温度。共晶溶液萃取剂制备所需成本较低，共晶溶液萃取剂无需添加溶剂，萃取效果好，能够给减少添加溶剂带来的环境污染，且减少溶剂使用所带来的费用。近五年来，共晶溶液萃取剂发展较快，多被应用于液液萃取领域。

Li有两种稳定天然稳定同位素为锂-6和锂-7，在Li天然稳定同位素分离方面，目前唯一实现工业化的方法为Li-Hg齐法(分离因子1.056)，由于大量使用Hg,给环境和工人带来极大的危害，极力寻找一种方法替代Li-Hg齐法。激光法分离Li天然稳定同位素最有效且最直接的方法，然而昂贵的实验设备以及超高的实验条件要求，使得激光法分离Li天然稳定同位素不具备工业化生产的意义。

锂-6和锂-7未来发展主要应用于核能发展领域。根据《BP世界能源展望2019》，到2040年化石能源会在世界能源结构中占据主导地位，虽然化石能源的占据着主导地位，但是核能以其优势，必将在能源结构中占据一定的地位，提前发展核能是对未来的规划，也是国家战略的需求，很大程度上开拓了新的领域，是新科技的范畴。核能目前主要运用于发电方面，据统计2018年底全世界范围内，已知正在运行的核电机组有454台，这些核电机组总装机容量超过4亿千瓦。2021年煤炭价格一路上涨，煤炭在发电领域的使用必将会受到限制，加之煤炭发电会带来严重的污染，这也势必导致其他新能源在电力行业的发展，首当其冲的就为核能发电。民用核聚变锂-6丰度需要达到30％以上，核武器级的锂-6丰度需要达到90％以上。锂-7的丰度99.99％以上可以用作压水堆主回路pH调节剂，可以降低设备的酸碱腐蚀。清华大学资料来看，熔盐堆在对锂-7的需求量约为5t/GWe，西班牙能源与环境研究中心预测聚变堆需要纯锂-6达4.7t/GWe。从以上的数据，我们不难看出分离Li天然稳定同位素锂-6和锂-7的重要性，那么寻求替代Li-Hg齐法的工业方法也就迫在眉睫。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中记载的问题，提供一种新型深共晶溶液萃取体系分离制备锂-6和锂-7的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种新型深共晶溶液萃取体系分离制备锂-6和锂-7的方法，包括如下步骤：

步骤一，将供体HTTA和受体TOPO按照摩尔比为2:1的比例配置，装于烧杯中后在磁力搅拌器上水浴升温，溶解形成共晶溶液萃取剂，然后将共晶溶液萃取剂冷却至室温；

步骤二，将LiCl固体均匀缓慢地加入到容量瓶的部分水溶液中，再将NH₄Cl固体加入已有LiCl的容量瓶中，加入超纯水定容，得萃原液；

步骤三，调节萃原液的pH，然后将萃原液与共晶溶液萃取剂以4:1体积混合于试管中，并放于振荡床振荡6h，然后使用离心机离心后，取水相；

步骤四，将离心机离心后的有机相取出，用0.1mol/L的HCl溶液进行反萃取。