[发明专利]用仲酰胺/烷基醇复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系、萃取方法和其应用

说明书

本发明公开了用仲酰胺/烷基醇复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系、萃取方法和其应用。萃取体系中含有仲酰胺和烷基醇分别作为萃取锂和硼的萃取剂由其单一化合物或两种以上的混合物组成，分子中碳原子总数分别为12～18和8～20，萃取体系的凝固点小于0℃。在有机相与卤水相体积比1～10:1、卤水密度为1.30～1.56g/cm³、卤水pH值0～7和温度0～50℃下进行单级或多级逆流萃取，反萃取得到低钙锂比水相，经过浓缩、除杂与制备，分别得到氯化锂、碳酸锂、氢氧化锂和硼酸。本发明的仲酰胺分子结构简单，由烷基醇改进的复合溶剂能同时萃取锂和硼；多级萃取率高，用水反萃取，酸碱消耗大大减少；萃取分离流程缩短，萃取体系溶损小，适合油田卤水开发。

技术领域

本发明涉及一种从含钙卤水中提取锂和硼的方法，尤其涉及到用复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系、萃取方法和其应用。

背景技术

在我国青海柴达木盆地西部南翼山地区拥有丰富的油田地下卤水，其资源储量可与柴达木盆地盐湖储量媲美，为世界罕见的多元素共存特大型矿床，具有极大的工业开发价值。其中钾硼锂碘等有用组分多、含量高，资源赋存状态与已开发盐湖资源种类有较大差别，属于苏林分类中的氯化钙型卤水，呈现高矿化度、高钙、低镁和低硫酸根特征，经盐田日晒浓缩后其中氯化钙含量高达30.8～43.0％。

目前从高钙锂比卤水中同时提取有价元素锂和硼的研究还处于初始阶段，涉及到的主要工作有：(1)崔香梅等对南翼山高钙含硼盐卤体系进行蒸发，发现其中硼的行为与已往报道的高镁含硼盐卤体系有较大不同，硼的特殊结晶行为受体系pH值和离子组成制约[无机化学学报,2009,25(8), 1434–1438]。(2)余晓平等首先通过酸法沉硼和采用萃取或吸附法深度回收硼，然后采用碳酸钠对钙和大部分镁进行沉淀，通过蒸发结晶和/或冷却结晶分离回收氯化钠和/或氯化钾，含锂浓缩液采用碳酸钠沉淀法回收碳酸锂(CN108264064A)。(3)彭时利等针对川西平落四井气田卤水采用萃取法脱硼、芒硝除钙、烧碱沉镁和纯碱沉淀法提锂的工艺流程进行综合利用[广东化工,2010,37(7), 24–25]。(4)郑绵平等用石灰乳和芒硝除去提钾母液中的镁钙、加入盐酸或硫酸得到粗硼酸，含锂母液经螯合或吸附净化除杂，再在精制富锂母液中加碱沉淀、洗涤得到粗碳酸锂(CN108584995A)。从以上方法可以看出，从卤水中同时提取锂和硼的过程实为按不同技术特点分开进行、工艺流程长，采用传统的除钙镁方法，一直存在沉淀处理量大，原子经济利用率不高等缺点，影响到产品的生产成本和市场竞争力。

然而在诸多技术方法中，溶剂萃取法被认为是针对高镁锂比盐湖卤水最有前途的提锂方法 [Song J.F.,Nghiem L.D.,Li X.M.,He T..Environ.Sci.:WaterRes.Technol.,2017,3(4),593–597]，该种方法也同样可能应用于高钙锂比油田卤水，从中同时提取锂和硼的新型萃取剂开发显得至关重要。烷基醇作为一类从卤水中萃取硼的有效中性溶剂，与其他有效成分组合可能构成新的高效萃取体系。将高钙锂比卤水实现锂钙分离转变为低钙锂比卤水后，能制得市场上特别需要的碳酸锂、氯化锂和氢氧化锂等基础化工产品，同时也能净化卤水、富集硼元素制备出硼酸产品。

发明内容

本发明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用仲酰胺/烷基醇复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系、萃取方法和其应用。

本发明提供的技术方案和工艺过程如下：

1.用仲酰胺/烷基醇复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系，该萃取体系中含有A和B两类物质；其中A类物质为仲酰胺由单一化合物或两种以上的混合物组成；其中，单一化合物具有如式(I)所示的结构：