卤水中提取锂的萃取体系、制备方法及卤水中提取锂的方法技术

本申请涉及一种卤水中提取锂的萃取体系、制备方法及卤水中提取锂的方法，属于卤水处理技术领域，解决了现有技术中卤水萃取提取锂的方法中依赖使用酸碱萃取，或需要酸碱严格控制pH；萃取效率低；无法处理锂含量低的盐湖卤水的问题。本申请提供的卤水中提取锂的萃取体系，原料包括：萃取剂、结合剂和稀释剂；萃取剂为三烷基氧磷TRPO和二(2‑乙基己基)磷酸；结合剂为可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液；混合盐溶液中可溶性金属氯化物的含量为饱和。实现了对卤水中低含量锂的不依赖酸碱的，高效的提取。

【技术实现步骤摘要】
卤水中提取锂的萃取体系、制备方法及卤水中提取锂的方法
本专利技术涉及卤水处理
，尤其涉及一种卤水中提取锂的萃取体系、制备方法及卤水中提取锂的方法。
技术介绍
近十年来，锂离子电池已经在各个领域得到了大量的应用，尤其在新能源汽车、智能终端设备等领域，其重要性不言而喻。我国是世界上锂消费第一大国，占世界总消费量的40％以上。尽管我国锂资源丰富，但85％的锂资源存在于盐湖中，提取困难。针对盐湖卤水中锂的提取，已开发了多种技术，其中包括沉淀煅烧法、溶剂萃取法、吸附法、电化学法等。其中，溶剂萃取法因具有处理量大、智能化程度高等优点，得到广泛的研究。早在1970年，美国专利US3537813就公开了一种盐湖溶液中萃取锂的专利，方法采用三烷基氧磷(TRPO)和二己丁基酮(DIBK)为萃取剂，以Fe3+为共萃离子萃取锂，负载相经水反萃后得到含锂、铁的反萃液。虽然DIBK可提高锂的萃取效果，但是DIBK水溶性非常大，萃取过程中损失严重，还不可避免的对盐湖造成污染，因此该方法没有得到商业化应用。为克服DIBK水溶性非常大的缺点，中国专利CN87103431提供了一种从含锂盐湖卤水中提取锂的方法，该方法采用高浓度的TRPO(质量分数为50％～70％)做萃取剂萃取锂，再用高浓度的盐酸溶液(6～9mol/L)反萃锂，反萃过程中锂进入反萃液，铁离子依旧留在有机相。该方法采用提高萃取剂TRPO浓度的方法提高了锂的萃取效果，同时解决了美国专利中萃取剂溶解损失的问题，并一步实现锂的富集和纯化，但由于采用了较高浓度TRPO做萃取剂，使得分相较为困难，同时高浓度盐酸反萃也增加了锂的提取成本。另外，中国专利CN102275956、CN103055538和CN104357676公开了两种新的萃取体系，以TRPO和大分子醇、酮或酰胺组成新的萃取体系萃取锂，但得到的负载锂的有机相仍采用较高浓度的盐酸和氯化钠混合溶液为反萃剂。为避免提取过程中高浓度酸和碱的使用，中国专利CN107502741公开了一种复合萃取体系和萃锂的方法，以TRPO和P207、P507或酰胺类萃取剂组成萃取体系萃取锂，但其萃取过程中需要对盐湖卤水酸度进行调整，萃取所需溶液酸度为pH＝0～0.5；同时，反萃剂为碱性溶液。这样以来中国专利CN107502741公开的方法，虽然在一定程度上降低了酸碱的浓度和消耗量，但提取过程依旧繁琐。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种卤水中提取锂的萃取体系、制备方法及卤水中提取锂的方法，至少可以解决下列技术问题之一：(1)现有卤水萃取提取锂的方法中依赖使用酸碱萃取，或需要酸碱严格控制pH；(2)萃取效率低；(3)无法处理锂含量低的盐湖卤水。一方面，本专利技术提供一种卤水中提取锂的萃取体系，原料包括：萃取剂、结合剂和稀释剂；所述萃取剂为三烷基氧磷TRPO和二(2-乙基己基)磷酸；所述结合剂为可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液；所述混合盐溶液中可溶性金属氯化物的含量为饱和。进一步地，所述卤水中提取锂的萃取体系为负载铁的有机相，其中铁为FeCl4-，有机相为三烷基氧磷TRPO、二(2-乙基己基)磷酸和稀释剂的混合有机溶液。进一步地，所述萃取剂中，三烷基氧磷TRPO与二(2-乙基己基)磷酸的体积比为1.5:1～2.5:1。进一步地，所述稀释剂为煤油，萃取体系中，稀释剂的体积分数为0～65％。一方面，本专利技术提供一种卤水中提取锂的萃取体系的制备方法，用于制备上述卤水中提取锂的萃取体系，包括：步骤1.向可溶性金属氯化物溶液中加入三价铁盐，得到结合剂；步骤2.量取三烷基氧磷、二(2-乙基己基)磷酸和稀释剂，混匀，得到空白有机相；步骤3.将上述步骤制备的空白有机相与结合剂进行化学萃取，得到负载铁的有机相；步骤4.用纯水对负载铁的有机相进行洗涤，制得卤水中提取锂的萃取体系。进一步地，所述步骤1中的三价铁盐加入的摩尔量为卤水中锂离子摩尔量的1～3倍。进一步地，所述步骤3中空白有机相与结合剂的体积比为3:1～1:1。另一方面，本专利技术提供一种卤水中提取锂的方法，以上述的萃取体系对卤水进行萃取，包括：步骤a.用卤水中提取锂的萃取体系对卤水进行萃取得负载锂的有机相；步骤b.以纯水为反萃剂，对步骤a得到的负载锂的有机相进行反萃，得到锂的反萃水溶液。进一步地，所述步骤a中，卤水中提取锂的萃取体系与卤水的体积比为2:3～5:1。进一步地，所述步骤b中，负载锂的有机相与纯水的体积比为10:1～30:1。进一步地，所述步骤b中，还得到经反萃后的有机相，循环用作卤水中提取锂的萃取体系。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：(1)本专利技术使用三烷基氧磷TRPO与二(2-乙基己基)磷酸为萃取剂，可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液作为结合剂，并使用纯水进行反萃，解决了现有技术萃取提锂过程使用无机强酸强碱的问题，萃取条件温和，对盐湖组分以及周围自然环境影响较低；(2)本专利技术使用三烷基氧磷TRPO与二(2-乙基己基)磷酸为萃取剂，煤油为稀释剂，具有有机相与水互溶性差的优点，相比现有技术使用二己丁基酮(DIBK)作为萃取剂，不会造成溶质的损失，且萃取过程分相速度快，锂萃取效率高；(3)本专利技术可以实现直接处理低浓度锂的盐湖卤水的锂的提取，不需经过前处理，能将低浓度的锂从盐湖卤水中提取，工业化前景可观。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书中所特别指出的内容中来实现和获得。具体实施方式本专利技术提供一种卤水中提取锂的萃取体系，原料包括：萃取剂、结合剂和稀释剂；萃取剂为三烷基氧磷TRPO和二(2～乙基己基)磷酸；结合剂为可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液；混合盐溶液中可溶性金属氯化物的含量为饱和。具体的，可溶性金属氯化物为氯化钠、氯化钾。本专利技术中，可溶性金属氯化物为氯化钠和氯化钾阳离子为金属离子的金属氯化物。常用的溶解性好的氯化铵作为类金属氯化物不是金属氯化物，氯化铵不属于本专利技术可溶性金属氯化物的范畴。由于萃取过程中发生质子在两相中的转移与变化，pH会发生变化，NH4+会与在碱性条件下与OH～结合，生成NH3·H2O，并进一步发生分解。同时NH3是Lewis弱碱，是良好的配位体，NH3后与体系发生配位反应，捕获配位中心原子，打破萃取顺序，破坏萃取进程。具体的，三价铁盐为三氯化铁、硫酸铁。三价铁盐为三氯化铁和硫酸铁，不能为可溶解的硝酸铁。原因在于萃取过程中发生质子在两相中的转移与变化，pH会发生变化，酸性条件下，NO3～具有氧化能力，会对萃取体系中具有还原性的物质进行氧化，破坏萃取体系，进而破坏萃取进程。本专利技术还提供一种卤水中提取锂的萃取体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卤水中提取锂的萃取体系，其特征在于，原料包括：萃取剂、结合剂和稀释剂；/n所述萃取剂为三烷基氧磷TRPO和二(2-乙基己基)磷酸；/n所述结合剂为可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液；所述混合盐溶液中可溶性金属氯化物的含量为饱和。/n

【技术特征摘要】
1.一种卤水中提取锂的萃取体系，其特征在于，原料包括：萃取剂、结合剂和稀释剂；
所述萃取剂为三烷基氧磷TRPO和二(2-乙基己基)磷酸；
所述结合剂为可溶性三价铁盐与可溶性金属氯化物的混合盐溶液；所述混合盐溶液中可溶性金属氯化物的含量为饱和。


2.根据权利要求1所述卤水中提取锂的萃取体系，其特征在于，所述萃取剂中，三烷基氧磷TRPO与二(2-乙基己基)磷酸的体积比为2.5:1～1.5:1。


3.根据权利要求1所述卤水中提取锂的萃取体系，其特征在于，所述稀释剂为煤油，萃取体系中，稀释剂的体积分数的0～65％。


4.一种卤水中提取锂的萃取体系的制备方法，其特征在于，用于制备上述权利要求1～3所述卤水中提取锂的萃取体系，包括：
步骤1.向可溶性金属氯化物溶液中加入三价铁盐，得到结合剂；
步骤2.量取三烷基氧磷、二(2-乙基己基)磷酸和稀释剂，混匀，得到空白有机相；
步骤3.将上述步骤制备的空白有机相与结合剂进行化学萃取，得到负载铁的有机相；
步骤4.用纯水对负载铁的有机相进行洗涤，制得卤水中提取锂的萃取体系。

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：宿迁哈托科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32