一种从盐湖卤水中提取锂的方法技术

本发明专利技术提供了一种从盐湖卤水中提取锂的方法，包括１）将盐湖卤水、萃取剂和萃取介质所组成的有机相、以及协萃剂混合，进行萃取，收集有机相，２）将步骤１）所述的有机相和盐酸溶液混合，进行反萃取，收集水相即得锂离子的水溶液，其特征在于，所述的萃取介质是憎水性离子液体。与采用溶剂汽油为介质的传统卤水锂盐提取相比，本发明专利技术采用绿色环保的离子液体作为介质，不仅提高了锂盐提取效率，降低了反萃酸度，更重要的是避免了因使用大量易挥发性有机溶剂和高浓度盐酸导致的环境污染和设备腐蚀问题。此外，本发明专利技术所使用的有机相循环使用性良好，能大大降低从盐湖卤水中提取锂的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，特别涉及。
技术介绍
锂及其化合物广泛地应用于玻璃、陶瓷、润滑剂、电子、冶金、化工、医药、制造工 业、制冷剂、航空航天等领域。近年来，随着上述传统领域对锂需求量的增加，以及锂在航空 航天、核能发电、高能电池、轻质高比强合金等高
的开发应用研究不断深入，锂成 为工业生产中十分重要的金属，被称为"21世纪的能源金属"(朱子保，中国化工报，1998， 03,19)。金属锂具有质量轻、负电位高、比能量大等优点，成为新的电池能源材料(李钟模， 中国化工，1997， (11) :33,57 ;刘世友，上海有色金属，1998，19(2) :87-90)。锂电化学当量 仅次于铍，每克锂能放出3186九1!的电量，是常用电池材料中最高的。由于以锂为负极组成 的电池具有比能量大，电池电压高的电性能，并且放电电压平稳，工作温度范围宽(-4(TC 50°C )，低温性能好，贮存寿命长等优点。应用领域不断扩大，如手机、电子手表、笔记本电 脑、心脏起博器、无线电通讯设备、导弹点火系统、潜艇、飞机及一些特殊的军事用途等。此 外，锂还可以制作大型锂蓄电池。这种电池是一种既安全又经济的存储装置，它可以把非 高峰时期发的电能、太阳能、核能、风能等储存备用。利用这一特性，不仅可节省能源，还 有利于环境保护。近年来，我国锂电池工业发展速度较快，生产锂电池消耗的金属锂逐年 增加。利用锂的核聚变反应堆发电，具有效力高、价格低、安全易控制，放射性危害小等优 点(王秀莲，李金丽，张明杰，黄金学报，2001，3(4) :249-252)。 20世纪80年代，随着受控 核聚变反应堆研究取得突破性进展，使得金属锂在该领域的应用前景变的非常巨大。 一个 IOOO丽的核聚变反应堆大约需要金属锂1000t，相当于目前世界锂产量的1/5。 一旦受控 核聚变反应堆实现工业化，锂的消费量将成倍增长，世界每年需要用于反应堆的金属锂将 在5000-10000t左右。金属锂及锂化合物制成的优质高能燃料(李钟模，中国化工，1997， (11) :33，57)，具有燃烧温度高、速度快、火焰宽、单位重量小、排出气体速度快等优点，是宇 宙火箭、人造卫星、超音速飞机、导弹核潜艇的必备燃料。由于锂在各方面的广泛应用使得 国际市场上对锂的需求量平均每年以7% 11%的速度持续增长，导致国际市场锂产品价 格成倍上涨。作为锂资源的主要类型，盐湖卤水锂资源占全球锂资源总量的91%。由于从 盐湖卤水中提锂具有比传统的固体锂矿提锂工艺简单、成本低、市场竞争力强等优点，已成 为国内外锂工业开发生产锂盐的主要途径。 我国是世界锂资源大国，水中蕴藏有丰富的锂资源，占我国已探明的锂总储量的 87%，主要分布在青海、新疆、西藏、内蒙古等四个省区。已探明的锂资源工业储量居世界第 二，仅次于玻利维亚。其中，青海和西藏盐湖卤水锂的远景储量与世界其他国家目前已探明 的总储量相当，是全球重要的锂资源，也是我国今后发展锂盐工业的重要的资源基础。但 是，目前我国的锂盐生产仍以锂辉石、锂云母等含锂矿石为主，还没有盐湖卤水提锂的工业 化装置，因此必须加强我国卤水锂资源的开发，以促进我国锂盐工业的进一步发展。 目前国内外卤水中锂富集的主要方法有沉淀法、结晶法、盐析法、电渗法、离子交换与吸附法、有机溶剂萃取法等。但是各种方法均存在不同的缺点，如沉淀法，在操作的过 程中溶液中锂离子损失较大，且纯碱消耗量很大，锂的总体回收率较低(王日公，王军，王 晓燕等，从高镁锂比盐湖卤水中一步提取碳酸锂的方法，中国，1502557,2004-06-09)。结晶 法，工艺中无废液排放，原料硫酸钠可以回收利用，但是该工艺蒸发能耗高，同时母液硫酸 钠回收不完全，损耗较严重(程波波，周红艳，曾德文，富锂卤水高温蒸发结晶分离镁和锂 的方法，无机盐工业，2008，40(8) :38-39)。盐析法。该方法虽然在技术上可行，工艺过程却 要在封闭条件下进行，且设备腐蚀严重，锂的总回收率低，需进一步改进。电渗法。该方法 的成本较高。离子交换与吸附法，一般来说，有机离子交换树脂对锂离子的吸附选择性差、 交换速度慢、吸附容量小、溶损大、利用率低、成本相对高，因此难以实现工业化，应用前景 较小。有机溶剂萃取法能克服上面各种方法上存在的缺点，但是在萃取过程中有机溶剂会 对环境造成较大的污染，因此建立快速、经济、高效、绿色环保的分离提取技术势在必行。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题就是针对现有的从盐湖卤水中提取锂的方法存在 的提取效率低下、环境污染严重、设备腐蚀强、生产成本高的不足，提供一种新的从盐湖卤 水中提取锂的方法，该方法大大提高了锂的提取率，降低了生产成本，还绿色环保，不会造 成环境污染。 本专利技术人经过广泛的研究和反复的试验发现，采用憎水性离子液体替代传统溶剂萃取中使用易挥发性有机溶剂，不但可以消除因有机溶剂挥发导致的环境污染；并且离子 液体萃取体系具有比溶剂汽油更高的萃取率，可以提高我国宝贵的盐湖锂资源的利用率。本专利技术人进一步的对萃取剂，协萃剂，反萃剂等萃取条件进行优化选择，终于实现了盐湖锂 盐的高效环保提取，并且使提取过程中所用的离子液体和萃取剂能够重复使用，降低生产 成本，从而完成了本专利技术。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种从盐湖卤水中提取锂的方 法，包括 1)将盐湖卤水、萃取剂和萃取介质所组成的有机相、以及协萃剂混合，进行萃取， 收集有机相， 2)将步骤1)所述的有机相和盐酸溶液混合，进行反萃取，收集水相即得锂离子的 水溶液， 其中，所述的萃取介质是憎水性离子液体。离子液体是指在常温下(或< IO(TC )由阴阳离子组成的液体，也称为低温熔盐。本专利技术中，所述的憎水性离子液体较佳的是选自式l(咪唑基阳离子)和式2(吡啶基阳离 子)中的任何一种阳离子和选自六氟磷酸根离子(PF6—)和二 (三氟甲基磺酰)亚胺离子 (TFSr)中的任何一种阴离子组成的化合物，或者它们的混合物。 <formula>formula see original document page 5</formula> 其中&、 R2和R3是取代基，它们是氢原子或碳原子数在1 20之间的烷基、烯基 或炔基。 步骤1)中，所述的萃取剂是有机溶剂，较佳的选自磷酸三丁酯(TBP) 、丁基磷酸二丁基酯、三辛基氧化膦、丙醇、异丙醇、戊醇、异戊醇、2_乙基己醇、丙酮、环己酮、甲基异丁基甲酮等、己酰丙酮、二特戊酰甲酮、苯酰丙酮、二苯酰甲酮、噻吩甲酰三氟丙酮、苯酰三氟丙酮、l，l，2，2，3，3-氟代庚基-7，7-二甲基-4，6-辛基双酮、l-苯基偶氮-2-萘酚和14-冠-4中的任意一种，也可以是它们之中的任意几种化合物按任意比例复配而成。 步骤1)中，所述的协萃剂较佳的选自三氯化铁、噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)和三辛基氧化磷(T0P0)中的任意一种，也可是它们之的任意几种化合物按任意比例复配而成。 步骤l)中，所述的萃取的pH值为酸性，较佳的是pHl 3，最佳的是pH1.5。较佳的加入盐酸调节pH值。 步骤l)中，所述的憎水性离子液体(萃取介质)和萃取剂的体积比较佳的为1 : 1 3 : i。所述的盐湖卤水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从盐湖卤水中提取锂的方法，包括　　１）将盐湖卤水、萃取剂和萃取介质所组成的有机相、以及协萃剂混合，进行萃取，收集有机相，　　２）将步骤１）所述的有机相和盐酸溶液混合，进行反萃取，收集水相即得锂离子的水溶液，　　其特征在于，所述的萃取介质是憎水性离子液体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李在均，王仕芳，杨杰，方云，倪邦庆，丁玉强，程志翔，陈光华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]