本发明专利技术提供一种萃取锂离子的萃取体系及其应用。具体地，本发明专利技术采用式(I)化合物、改质剂和稀释剂组成的萃取体系，能够对含锂溶液中的锂离子进行高效萃取，所得萃取液经反萃后得到锂产品。本方法中的锂的萃取率高，锂钠、锂钾分离选择性好；萃取体系的水溶性低、油溶性好、稳定性高、萃取过程水中溶解损失少；萃取体系易于反萃再生、循环使用。循环使用。循环使用。
【技术实现步骤摘要】
一种萃取锂离子的萃取体系及其应用
[0001]本专利技术属于化工分离
具体地，本专利技术涉及一种萃取锂离子的萃取体系及其应用。
技术介绍
[0002]锂是目前已知的最轻的金属，具有与许多其他金属元素不同的化学和物理性质，因此具有广泛的用途，如可以应用于无机玻璃、陶瓷、医药、冶炼、制冷等多个领域。特别是在新能源领域，锂被誉为“能源元素”，可作为锂电池的重要原料，且需求量越来越大。因此，对锂资源的综合开发利用、特别是从含锂溶液中选择性、高效率的提取锂离子具有重要的经济价值。
[0003]目前，国内外的锂资源主要来自锂矿和盐湖卤水锂资源。从盐湖卤水中提取锂盐的工艺技术方法，主要有沉淀法、萃取法、离子交换吸附法、碳化法、煅烧浸取法、电渗析法等。在这些生产过程中，由于工艺过程的不同特性，会产生较多的含锂溶液。另一方面，在锂电池回收领域，通过湿法对镍、钴、铁等元素进行萃取、反萃处理后，也会产生大量的含锂溶液，急需再次进行回收提锂。这些溶液具有阴阳离子杂质种类多、钾和钠离子含量过高、锂离子含量低、难以大量处理的特点。专利申请CN106129519采用TOPO-煤油萃取剂对报废电池的酸浸液中的锂离子进行萃取，经过反萃后可得到锂溶液。专利申请CN105502551采用混合萃取液对工业废水中的锂进行了萃取，锂的回收率为82％-92％。专利申请CN102002595采用酮类化合物、磷酸三丁酯与磺化煤油溶液为萃取有机相,对废旧电池中的锂进行了萃取回收，锂的回收率为86％-91％。专利CN105331817以双酮化合物为萃取剂，中性磷氧化合物协萃剂，实现了从碱金属溶液中萃取锂离子以及从碱金属和碱土金属的混合溶液中萃取碱土金属。上述的萃取体系中，使用到磷酸三丁酯等中性磷氧化合物，该类化合物存在水溶性大，工艺过程中损失多，易分解产生杂质等缺陷。
[0004]综上所述，本领域尚缺乏一种稳定性好，且疏水性改善的锂离子萃取体系。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种萃取锂离子的萃取体系及其应用。
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种萃取锂离子的萃取体系，其特征在于，所述的萃取体系含有萃取有效量的式(I)化合物、以及改质剂和稀释剂：
[0007][0008]式(I)中：
[0009]R1和R2各自独立地选自下组：卤素、取代或未取代的C
1-10
烷基、取代或为取代的5-7元杂芳基、取代或未取代的苯基、萘基；
[0010]R3选自下组：H、卤素、C
1-6
烷基、或苄基；
[0011]所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基所取代：卤素、C
1-6
烷基、C
1-6
烷氧基；
[0012]所述的改质剂选自下组：疏水性季铵盐化合物、或季锍盐化合物。
[0013]在另一优选例中，所述的式(I)化合物中，R3选自下组：卤素、C
1-6
烷基、或苄基。
[0014]在另一优选例中，所述的式(I)化合物中，R1和R2各自独立地选自下组：卤素、取代或未取代的C
1-10
烷基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、三氟甲基、五氟乙基、全氟叔丁基、苯基、1-萘基、2-萘基。
[0015]在另一优选例中，所述的式(I)化合物选自下组：
[0016][0017]在另一优选例中，所述的改质剂选自下组：氯化二辛基甲基锍盐、氯化二壬基甲基锍盐、二甲基苄基苯基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三壬基氯化铵、甲基三癸基氯化铵、甲基三辛基硫酸铵、甲基三辛基碳酸铵，或其组合。
[0018]在另一优选例中，所述的稀释剂选自下组：煤油、庚烷、辛烷、环己烷、正己烷、戊醇、辛酮、十二烷、氯仿、石油醚、四氯化碳、甲苯、二甲苯、二乙苯、溴苯、碘苯、苯甲醚、硝基甲烷、2-甲基环己酮、甲基异丁酮、氯苯、二氯苯、三氯苯、硝基苯、二苯醚，或其组合。
[0019]在另一优选例中，所述的稀释剂选自下组：二甲苯、二乙苯、溴苯、碘苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、硝基苯、二苯醚，或其组合。
[0020]在另一优选例中，所述的式(I)化合物在萃取体系中的浓度为0.05mol/L～2.5mol/L。
[0021]在另一优选例中，所述的式(I)化合物在萃取体系中的浓度为0.05mol/L～0.8mol/L。
[0022]在另一优选例中，所述的改质剂在萃取体系中的浓度为0.05mol/L～3.5mol/L。
[0023]在另一优选例中，所述的改质剂在萃取体系中的浓度为0.05mol/L～0.8mol/L。
[0024]本专利技术的第二方面，提供了一种从含有锂离子的水相中萃取锂的方法，所述方法包括步骤：
[0025](1)萃取：
[0026](1.1)提供如本专利技术第一方面所述的萃取体系；
[0027](1.2)提供含有锂离子的水相；
[0028](1.3)混合步骤(1.1)所述的萃取体系和步骤(1.2)所述的水相后，分层，收集有机相；
[0029](2)反萃：
[0030]用反萃剂对前述步骤得到的有机相萃取体系进行反萃处理，收集水相，从而得到分离提纯后的锂离子。
[0031]在另一优选例中，所述的反萃剂为无机酸水溶液。
[0032]在另一优选例中，所述的无机酸选自下组：盐酸、硝酸、硫酸。
[0033]在另一优选例中，所述的反萃液为0.5-5mol/L的无机酸水溶液。
[0034]在另一优选例中，所述的步骤(1.2)包括：加入碱调节所述的水相的pH值。
[0035]在另一优选例中，所述的萃取体系的pH值为8～10。
[0036]在另一优选例中，所述的碱选自下组：NaOH、KOH、NH3、NH4OH，或其组合。
[0037]在另一优选例中，所述的含有锂离子的水相中，锂离子的浓度范围是0.001mol/L～2.5mol/L。
[0038]在另一优选例中，所述的含有锂离子的水相中含有钠离子，且所述钠离子的浓度范围是0.001mol/L～3.5mol/L；和/或
[0039]所述的含有锂离子的水相中含有钾离子，且所述钾离子的浓度范围是0.001mol/L～3.5mol/L。
[0040]在另一优选例中，所述的步骤(1.3)中，萃取体系和水相的相比为0.3-1.5:1。
[0041]应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
[0042]本专利技术人经过长期而深入的研究，得到了一种锂离子萃取体系，所述的萃取体系可以以很高的一次萃取率得到纯化的锂离子，与此同时，该萃取体系对于相近离子的分离效果极佳，具有良好的锂钠、锂钾分离效果。基于上述发现，专利技术人完成了本专利技术。
[0043]萃取体系<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种萃取锂离子的萃取体系，其特征在于，所述的萃取体系含有萃取有效量的式(I)化合物、以及改质剂和稀释剂：式(I)中：R1和R2各自独立地选自下组：卤素、取代或未取代的C
1-10
烷基、取代或为取代的5-7元杂芳基、取代或未取代的苯基、萘基；R3选自下组：H、卤素、C
1-6
烷基、或苄基；所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基所取代：卤素、C
1-6
烷基、C
1-6
烷氧基；所述的改质剂选自下组：疏水性季铵盐化合物、或季锍盐化合物。2.如权利要求1所述的萃取体系，其特征在于，所述的式(I)化合物中，R3选自下组：卤素、C
1-6
烷基、或苄基。3.如权利要求1所述的萃取体系，其特征在于，所述的式(I)化合物选自下组：4.如权利要求1所述的萃取体系，其特征在于，所述的改质剂选自下组：氯化二辛基甲基锍盐、氯化二壬基甲基锍盐、二甲基苄基苯基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三壬基氯化铵、甲基三癸基氯化铵、甲基三辛基硫酸铵、甲基三辛基碳酸铵，或其组合。5.如权利要求1所述的萃取体系，其特征在于，所述的稀释剂选自下组：煤油、庚烷、辛烷、环己烷、正己烷、戊醇、辛酮、十...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，郑卫琴，张丽君，郭欣，胡金波，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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