本发明专利技术提供了一种从高镁锂比盐湖卤水中分离镁和提取锂的方法。该方法以磷酸三丁酯为萃取剂、200号溶剂油或煤油为稀释剂、高氯酸盐为共萃剂、水为反萃剂组成萃取体系，用盐湖卤水经过萃取、反相萃取和深度除镁后制备碳酸锂。本发明专利技术具有如下的有益效果：一是所用共萃剂性质稳定，能在中性卤水中进行锂镁分离，无需控制水相pH值；二是萃取过程无乳化现象及第三相出现，两相容易分离，用水进行反相萃取，设备腐蚀小；三是整个工艺过程简单，锂萃取率高、分离效果好，经济成本低，水中共萃剂回收利用，对环境破坏程度小，适用于盐湖卤水的工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机化工领域，涉及一种从盐湖卤水中提取锂的技术，尤其涉及到一种从高镁锂比卤水中分离镁和提取锂的方法。
技术介绍
近二十年来，锂及其化合物因其优异性能得到日益广泛的应用，全球对锂的需求不断增长，盐湖锂资源占世界锂资源工业储量的69%，其中低镁锂比卤水智利阿塔卡玛型盐湖得以首先开发。我国是一个盐湖资源大国，液态锂资源十分丰富，然而我国大部分盐湖具有镁锂质量比高的特点，如大柴旦、一里坪、东台吉乃尔、西台吉乃尔和察尔汗等盐湖的镁锂质量比都在40 1800以上，镁锂性质的相似性给盐湖资源的开发利用带来困难。要从盐卤中提取锂必须先分离镁，目前卤水中分离锂镁的方法主要有沉淀法、煅烧法、吸附法和萃取法等。其中沉淀法耗碱量大、锂回收率低，不适合处理含大量碱土金属的齒水及低锂卤水。煅烧法经过喷雾干燥、焙烧和浸取过程，水量蒸发大、能耗高、设备腐蚀严重、副产品出路狭窄。吸附法的关键在于吸附剂，锂离子筛型锰氧、钛氧材料受到重视，但其实际吸附量偏低、渗透性差，存在溶损、造粒问题。相比之下，溶剂萃取法具有可连续操作、富集比高、设备简单、生产量大等优点，关键在于萃取剂的选择和萃取技术的确定。其中磷酸三丁酯(TBP)和FeCl3*萃体系曾被重点研究，如文献CN87103431A中所述，其工艺瓶颈在于卤水萃取要在酸性条件下进行，Li+的反萃要求用6 9mol/L盐酸溶液，萃取中有乳化现象及第三相出现，因此至今未见工业化报道。Zhou等人采用ZnCl2、CrCl3作共萃剂在3种稀释剂下对TBP的萃取行为进行研究，但未取得改进效果(Zhou Z. -Y.，Qin ff.，Fei W. -Y..J. Chem. Eng. Data, 2011, 56, 3518-3522)。而在文献 CN101698488A 和 CN102275956A 中使用TBP的同时采用酰胺、醇或酮作助萃剂，仍然采用FeCl3*萃剂和酸性条件下反萃提锂，需使铁盐一直留存于有机相中，技术改进程度有其局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术方法中存在的不足，提供一种经济有效的分离镁和提取锂的方法。本专利技术提供的技术方案和工艺过程如下，包括以下步骤I)卤水的准备向日晒浓缩后或钾盐提取后的镁锂质量比为10 : I 500 : I的卤水中加入高氯酸盐共萃剂，共萃剂与锂摩尔比为O. 5 : I 3 : I，卤水pH值在I 9范围内。2)萃取用磷酸三丁酯作有机相进行卤水萃取，萃取相比V/VWS 0.5 I 3 1，萃取级数I 5级，单次萃取时间I 30min，萃取温度O 60°C。3)反相萃取用水作反萃剂，对含锂有机相进行反相萃取，反萃相比Vw/V。为O.02 I 2 1，反萃级数I 5级，单次反萃时间I 30min，反萃温度O 100°C。4)有机相循环把最后一级反萃有机相转移至第I级萃取装置，萃取相循环使用。5)深度除镁在反萃水相中加入碳酸钠或苛性钠，沉淀出碳酸镁或氢氧化镁，控制溶液pH彡12，使Mg2+沉淀完全，过滤分离。6)制备碳酸锂在深度除镁后的反萃水相中加入碳酸钠，产生碳酸锂沉淀，过滤、干燥后制得碳酸锂产品；提锂后反萃水相进行内部循环，水中共萃剂回收处理后反复使用。7)本专利技术采用的高氯酸盐共萃剂为高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸镁和高氯酸钙中的一种或其混合物；采用的有机相稀释剂是200号溶剂油或煤油，其体积百分含量小于50%。本专利技术与现有技术相比具有以下优点I)在溶剂萃取过程中使用高氯酸盐共萃剂，亲油性阴离子高氯酸根性质稳定，存在形式不受卤水PH值的影响；锂离子通过包含纳米水核的微乳相进入有机相，呈现出特殊 的选择性和高的萃取率，锂镁分离效果良好。2)卤水萃取在中性、弱酸性或弱碱性条件下进行，溶液pH值适应范围宽；两相容易分离，无乳化现象和第三相出现；用水代替盐酸作反萃剂，从根本上解决了 FeCl3共萃过程中设备腐蚀和需耗碱中和等问题。3)该方法能对含硼、含硫酸根等高镁锂比卤水进行处理，适应性强、经济成本低、生产过程中能严格控制含镁卤水的排放，对环境破坏程度小。附图说明图I是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明实施例I :工艺流程如图I所示。I)取浓缩后的卤水 50mL，其中含有Li+2. 21g/L、Mg2+IOO. 71g/L、Na+3. 53g/L、K+l. 85g/L，镁锂质量比为45. 6。2)在齒水中加入共萃剂高氯酸钠，用量以4aO:)/<Li+)=l:l为准，25°C下搅拌、溶解，得到萃取前卤水溶液，溶液PH值等于5。3)按与水相等体积的比例加入有机相TBP，在25°C下进行单次萃取，萃取振动时间lOmin、静置15min,然后两相分离。4)用纯水做反萃剂，按有机相与水体积比为I : I混合，25°C下进行反萃，反萃时间IOmin,静置15min,然后两相分离。5)反萃后水相用苛性钠调节pH> 12，镁以Mg(OH)2形式沉淀析出，过滤后水相中加入碳酸钠溶液产生沉淀，分离、干燥后得碳酸锂产品。经检测，锂萃取率达到45. 8%、镁萃取率为5. 3%，锂反萃率达到64. I %、镁反萃率为69. 2%,在萃取和反萃过程中镁锂质量比由45. 6下降为5. 7。实施例2 I)取浓缩后的卤水 50mL，其组成为 Li+O. 48g/L、Mg2+96. 21g/L、Na+3. 53g/L、K+l. 85g/L，镁锂质量比为200. 4。2)在卤水中加入共萃剂高氯酸钠，用量以<C10:)/KLi+)=2:l为准，25°C下搅拌、溶解，得到萃取前卤水溶液，溶液PH值调至7。3)按油相与水相体积比为2 I加入有机相，有机相由80% TBP和20%煤油组成，在25°C下进行单次萃取，萃取振动时间30min、静置30min，然后两相分离。4)用纯水做反萃剂，按有机相与水体积比为I : I混合，50°C下进行反萃，反萃时间lOmin，静置30min，然后两相分离。5)反萃后水相用碳酸钠和苛性钠调节pH彡12，镁以1%0)3和1%(0!1)2形式沉淀析出，过滤后水相中再加入碳酸钠溶液产生沉淀，分 离、干燥后得碳酸锂产品。经检测，锂萃取率达到46. 2%、镁萃取率为9. O%，锂反萃率达到64. 4%、镁反萃率为57.4%，在萃取和反萃过程中镁锂质量比由200. 4下降为34.8。TBP溶剂能从含锂低的卤水中萃取锂，卤水中Na+、K+的萃取率低，对锂镁分离过程影响不大。实施例3 I)取浓缩后含硼、硫酸根的卤水50mL,其组成为Li+l. 80g/L、Mg2+90. 51g/L、Na+6. 89g/L、K+l. 85g/L, SO4' 28. 82g/L、B20320. 89g/L，镁锂质量比为 50. 3。2)在卤水中加入共萃剂高氯酸钠，用量以《(C10:)A (Li+)=2:l为准，25°C下搅拌、溶解，得到萃取前齒水溶液。3)按油相与水相体积比为2 I加入有机相TBP，在25°C下进行单次萃取，萃取振动时间lOmin、静置30min，然后两相分离。4)用纯水做反萃剂，按有机相与水体积比为I : I混合，60°C下进行反萃，反萃时间IOmin,静置15min,然后两相分离。5)反萃后水相用碳酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨立新，邬赛祥，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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