[发明专利]一种从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系及其萃取方法

说明书

本发明公开了一种从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系及其萃取方法。该复合萃取体系负载有2.5～10.4g/L的Fe(Ⅲ)，包括10％‑60％的萃取剂A和10％‑30％的萃取剂B，余量为稀释剂，其中，所述萃取剂A为中性膦类萃取剂和/或酰胺类萃取剂，所述萃取剂B为酸性膦类萃取剂，所述百分比为占复合萃取体系中的体积百分比。本发明的复合萃取体系能够从含锂卤水中有效地萃取锂，尤其是可以在pH为1.0‑1.8有效地反萃锂，避免了高酸反萃对设备的腐蚀性，锂在反萃液中容易得到回收。

技术领域

本发明涉及萃取化学、化工技术领域，尤其涉及一种从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系及其萃取方法。

背景技术

锂是二次清洁能源的重要原料，锂离子电池的广泛应用推动了锂需求量的迅速增长，近几年锂的消费量都以超过10％的速度增加。2016年中国锂的消费量达到8.4万吨，2017年预计超过9万吨。中国是锂的消费大国，几年来总的锂消费量约占世界总消费量的40％。中国锂资源丰富，总储量为350万吨，约占全球储量的20％，仅次于智利居世界第二。我国85％的锂资源存在于盐湖中，矿石资源仅占15％。由于我国青海地区盐湖中含有很高浓度的镁，镁和锂的比在50-2000之间，远远高于智利、玻利维亚地区的盐湖，锂的提取成本高、难度大，因此我国每年进口大量的锂矿石和含锂卤水。

针对高镁锂比卤水中提取锂，我国研究开发了多种技术，其中包括沉淀煅烧技术、膜分离技术、吸附技术、离子交换技术以及溶剂萃取技术。其中溶剂萃取技术处理量大，操作简单，污染小，从而得到广泛的研究与开发。1970年美国专利US3537813公开了一种溶剂萃取在高镁溶液中提取锂的方法，方法优选采用20％TBP(磷酸三丁酯)和80％DIBK(二已丁基酮)为萃取剂，以Fe(Ⅲ)为共萃离子萃取锂，负载有机相洗涤后用水反萃锂和铁。反萃液中补加NaCl，用TBP和二乙基己基磷酸(D2EHPA)萃取铁，实现铁锂分离。流程采用了两个萃取反萃循环流程，操作过程铁难以控制，而且DIBK水溶性大，损失严重，该方法没有得到商业化应用。为克服DIBK溶解度大的缺点，专利CN87103431提供了一种从含锂卤水中提取氯化锂的方法，方法采用70％-50％的TBP和30％-50％的溶剂煤油做稀释剂萃取锂，用0.5-2.0mol/L的无机酸洗涤共萃杂质后采用6.0-9.0mol/L的盐酸反萃锂。锂被反萃到水相而铁留在有机相实现锂和铁的分离。用膜渗析回收反萃液中的盐酸后，进一步纯化锂，蒸发浓缩后得到纯氯化锂的纯度达到99％，锂的总收率达到90.8％。方法采用高浓度盐酸反萃，设备腐蚀严重，而且反萃液中高浓度盐酸回收困难，锂纯化回收步骤复杂。专利CN102275956公开了一种从高镁锂比盐湖卤水中提取碳酸锂的方法，方法采用30％-80％TBP做萃取剂添加70％-20％的大分子醇或酮做助溶剂，负载有机相洗涤后采用1.0-6.0mol/L HCl和6.0-1.0mol/L的NaCl混合液反萃锂，而铁留在有机相中。由于反萃过程用NaCl代替了部分HCl，反萃酸度降低，减轻了反萃液对设备的腐蚀。但是，反萃过程仍采用较高浓度的盐酸，设备腐蚀没有得到根本解决，而且余酸中和耗费大量的试剂，锂在大量钠的溶液中难以纯化。发明专利CN103055538和CN104357676采用不同结构的酰胺和TBP混合做萃取剂，与单一TBP萃取剂相比，提高了锂的萃取率，减少了TBP的用量，并且提高了锂的反萃效率。但是锂的反萃仍需要6mol/L的盐酸，造成锂在反萃液中回收困难，设备腐蚀严重。专利CN101767804和CN103710549提供了新型离子液体作为协萃剂或共萃剂，改善了锂的反萃效果，但是新型离子液体的制备成本高，难以商业化生产。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系及其萃取方法。该萃取体系能够从含锂卤水中有效地萃取锂，尤其是可以在pH为1.0-1.8有效地反萃锂，避免了高酸反萃对设备的腐蚀性，锂在反萃液中容易得到回收。

(二)技术方案

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。