【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合萃取体系，特别涉及一种用于锂离子与其他碱金属离子分离的锂离子萃取剂，还涉及复合萃取体系作为锂离子萃取剂应用于溶液体系中锂离子与其他碱金属离子分离的方法，属于碱金属离子分离和提纯领域。
技术介绍
1、新能源汽车对锂的需求日益增加，导致全球锂资源竞争愈加激烈。低品质锂资源的经济利用则有望缓解这一矛盾。高选择性提锂技术的开发是突破低品质锂资源有效利用的关键。从含锂水溶液中提取锂盐的方法主要有沉淀法、吸附法、离子交换法、电渗析膜法、纳滤膜法、溶剂萃取法等。其中，萃取法因选择性强、工艺和设备简单、操作连续化、易于自动控制等优点被广泛重视。
2、萃取剂的原料适应性和循环使用寿命是决定其工业化前景的关键因素。中国专利申请cn104263970a、cn104372181a、cn106498184b公开了改进的磷酸三丁酯(tbp)系锂萃取体系，通过引入咪唑类离子液体、酰胺类改性剂、或吡咯类六氟磷酸盐离子液体，获得了用于中性、高氯化镁体系卤水中提取锂的复合萃取剂。文献“多组分协同溶剂萃取体系应用于高镁盐湖卤水提锂的研究(《中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)》，博士学位论文，2021)”报道了tbp/p507-fecl3多元协同锂复合萃取体系，大幅降低了酸碱耗量。然而，tbp系锂萃取体系所应用的通常是高锂浓度(锂>0.5g/l)和高氯化镁浓度的老卤场景，对于锂低品位原卤提锂的适用性较差。β-双酮-中性膦协同萃取体系也是常用的优选锂萃取体系(cn110656239b)，近年来类比发展出了类β-双酮的水杨酸
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的第一个目的是在于提供一种复合萃取体系，该复合萃取体系能够将低锂浓度水溶液中锂离子高效选择性直接提取，实现与其他碱金属离子分离，且能够达到低碱度驱动和低萃取剂溶损的综合效果。本专利技术的第二个目的是在于提供一种复合萃取体系的应用，将其作为锂离子萃取剂应用于溶液体系中锂离子与其他碱金属离子分离，具有较高的分离系数，且相对现有β-双酮系(如商业萃取剂lix54和lix54-100)锂萃取体系，大大降低了工作ph，进而有效的降低了萃取剂溶损，使得循环使用寿命大幅提升。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种复合萃取体系，其包括以下组分：
3、第一组分：lix54和/或lix54-100；
4、第二组分：式i结构化合物中至少一种；
5、
6、其中，r1为h、ch3或苯环，r2为h，r3为h或硝基，r4为c6～c12的烷氧基、r5为h或硝基；
7、第三组分：包括三辛基氧化膦、三烷基氧膦、cyanex 921、cyanex 923、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲庚酯、p350、磷酸三辛酯、磷酸三庚酯、n503、n,n-二-(1-甲基庚基)乙酰胺、n,n二(2-乙基已基)乙酰胺、二异辛胺中至少一种。
8、本专利技术的复合萃取体系中，第一组分和第二组分作为锂的主萃取剂，第三组分作为锂的协萃剂，以增强锂离子与其它碱金属离子的分离能力。当采用第一组分与第三组分构成锂萃取体系时，其在ph较高的条件下具有较好的萃锂效果，比如萃取过程中水溶液的平衡ph需要达到11以上，但是在这样高的ph下工作时，萃取剂的溶损很大。而本专利技术在第一组分和第三组分组成的协萃体系的基础上进一步引入第二组分，第二组分的引入能够大幅降低锂萃取所需的ph，使得萃取平衡ph可以低至8.5。第一组分和第二组分共存时，第一组分消耗含锂溶液中ph较高部分的碱，当剩余碱度较低时，第二组分则发挥锂的萃取作用，从而确保了在更低的平衡ph时也能够获得高的锂萃取率。同时大幅降低萃取剂在高碱溶液中的溶损，减少锂萃取剂的消耗费用。此外，还可以使萃余液的ph达到直接排放要求，从而减少中和废水中残余碱度所需的酸耗。
9、本专利技术的复合萃取体系中，第一组分涉及的lix54、lix54-100为商业化萃取剂，尽管其常作为锂萃取剂，但是当其单独用于萃取锂时，要获得较好的萃取效果，萃取溶液体系中的ph通常要求高于11，这时萃取剂的溶损大幅增加，导致萃取体系循环性能在短期内大幅衰减。第二组分大部分亦为商业化试剂，可以直接采购，例如2-羟基-4-庚氧基苯乙酮、2-羟基-4-辛氧基苯乙酮、2-羟基-4-壬氧基苯乙酮、2-羟基-4-癸氧基苯乙酮、2-羟基-4-十一烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-十二烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-十三烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-十四烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-十五烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-十六烷氧基苯乙酮、2-羟基-4-庚氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-壬氧基二苯甲酮、2-羟基-4-癸氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十一烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十三烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十四烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十五烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十六烷氧基二苯甲酮等等都是常规的商品化试剂，或者由2,4二羟基苯乙酮、2,4二羟基二苯甲酮或二者的混合物与卤代烃进行常规的醚化反应制得，其中，卤代烃为氯代庚烷、氯代辛烷、氯代壬烷、氯代癸烷、氯代十二烷、氯代十三烷、氯代十四烷、氯代十五烷、氯代十六烷、溴代庚烷、溴代辛烷、溴代壬烷、溴代癸烷、溴代十二烷、溴代十三烷、溴代十四烷、溴代十五烷、溴代十六烷、碘代庚烷、碘代辛烷、碘代壬烷、碘代癸烷、碘代十二烷、碘代十三烷、碘代十四烷、碘代十五烷、碘代十六烷、或c7～c16的卤代烃混合物，以及这些卤代烃的异构体。含硝基第二组分，可以由不含硝基的第二组分通过现有的硝基化方法制备得到，例如将40mmol不含硝基的式i结构化合物溶解于80ml冰醋酸中，加入3ml 68wt.％浓硝酸，40℃反应48h，再在70℃减压蒸干，得硝基化产物。优选地为，第二组分为带有单硝基和c8～c12烷氧基的式(i)异构体混合物。第三组分中三辛基氧化膦、三烷基氧膦、cyanex 921、cyanex 923、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲庚酯、p350、磷酸三辛酯、磷酸三庚酯、n503、n,n-二-(1-甲基庚基)乙酰胺、n,n二(2-乙基已基)乙酰胺、二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合萃取体系，其特征在于：包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述第一组分与所述第二组分的摩尔比为0.1:1～4:1。
3.根据权利要求1所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述第三组分与所述第一组分和第二组分之和的摩尔比为0.2:1～2:1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种复合萃取体系，其特征在于：包括稀释剂。
5.根据权利要求4所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述稀释剂包括煤油、D系列脱芳溶剂油、A系列芳香溶剂油、C9和/或C10芳烃溶剂油、四甲苯构体混合物、二乙苯异构体混合物、丁苯异构体混合物、十二烷异构体混合物中至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述稀释剂的用量以保证第一组分、第二组分和第三组分的总浓度为0.05～0.5mol/L。
7.根据权利要求4所述的一种复合萃取体系，其特征在于：包括改质剂。
8.根据权利要求7所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述改质剂为癸醇、十一醇、十二醇和/或十三醇；所述改
9.权利要求1～8任一项所述的一种复合萃取体系的应用，其特征在于：作为锂离子萃取剂应用于溶液体系中锂离子与其他碱金属离子分离。
10.根据权利要求9所述的一种复合萃取体系的应用，其特征在于：所述溶液体系的pHpH<10。
...【技术特征摘要】
1.一种复合萃取体系，其特征在于：包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述第一组分与所述第二组分的摩尔比为0.1:1～4:1。
3.根据权利要求1所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述第三组分与所述第一组分和第二组分之和的摩尔比为0.2:1～2:1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种复合萃取体系，其特征在于：包括稀释剂。
5.根据权利要求4所述的一种复合萃取体系，其特征在于：所述稀释剂包括煤油、d系列脱芳溶剂油、a系列芳香溶剂油、c9和/或c10芳烃溶剂油、四甲苯构体混合物、二乙苯异构体混合物、丁苯异构体混合物、十二烷异构体混合物中至少一种。
...【专利技术属性】
技术研发人员：曾德文，李东东，曾德斌，
申请(专利权)人：北京索特莱克科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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