[发明专利]一种用于盐锂分离的Pickering乳液制备方法

说明书

本发明涉及湿法冶金领域，具体涉及一种用于盐锂分离的Pickering乳液制备方法。本发明采用“螺吡喃‑冠醚”分子作为锂离子萃取剂并溶于乳液的油相中，采用界面活性疏水SiO₂稳定乳液，制备出一种可用于选择性提取锂离子的W/O型乳液，并将其填充于填充柱萃取装置，构建了新型的基于Pickering乳液的填充柱连续流动体系。并对乳液的稳定性及乳液对萃取分子的限域能力进行了研究，证实所制备的乳液具有极高的稳定性，能够填充于填充柱萃取装置内而不流失。该提锂方法效率高、吸附量大，适用于高镁锂比盐湖卤水，有着良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，具体涉及一种用于盐锂分离的Pickering乳液制备方法。

背景技术

随着生态环境的日益恶化，世界范围内发展新能源电动汽车和可再生能源储能的呼声越来越高。据预计，到2020年，全世界电动汽车将达500万台～700万台，如果其中一半的新能源汽车使用锂电池的话，则需要8万吨左右的锂资源。锂资源将成为发展新能源电动汽车和储能技术的战略性资源。我国盐湖卤水中蕴含着丰富的金属锂资源。但是盐湖卤水中是多离子共存体系，高Mg/Li比大大增加了利用盐湖卤水提锂的难度。已有的盐湖提锂技术仍然不够成熟，环境污染大，提取效率低，使得生产成本较高。

我们采用的“螺吡喃-冠醚”提锂分子的优点在于，氮杂12-冠-4-醚超分子的空腔尺寸与对锂离子的离子半径相匹配，能够选择性络合锂离子。此外，在氮杂冠醚的N原子上连接螺吡喃，可以巧妙利用螺吡喃的光致开-闭环性质，控制锂离子的吸附和洗脱。但是液液萃取的传质效率低，不能够连续操作。

Pickering乳液是由固体颗粒乳化剂乳化不互溶的两相所形成的稳定乳液体系。Pickering乳液体系具有许多优点，包括泡沫量少、可回收性、低毒性和低成本。固体颗粒的加入减少了乳液聚结的发生，使乳液具有更高的稳定性；二氧化硅(SiO₂)是作为Pickering乳化剂最广泛研究的固体颗粒之一，因为它们很容易制备和改性。利用Pickering乳液的这些优点，我们设想将“螺吡喃-冠醚”分子包裹在乳液的油相内，再利用疏水改性的SiO₂稳定水包油(O/W)型Pickering乳液，然后将制得的乳液填充于填充柱中，让卤水作为流动相通过乳液间隙流动，这样大大增加了“螺吡喃-冠醚”分子与锂离子的接触效率。吸附完毕后，再将流动相换为清水洗脱锂离子。

综上，将“螺吡喃-冠醚”的提锂方法和Pickering乳液填充柱技术耦合，使其兼具二者的优点，将为我国高镁锂比盐湖卤水提锂提供新的思路。

发明内容

本发明的目的是针对现有提锂技术液液萃取传质效率低的问题，提供一种用于盐锂分离的Pickering乳液制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种用于盐锂分离的Pickering乳液制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将吲哚和溴丙酸溶于溶剂中，加热反应，反应停止后，冷却至室温，蒸去溶剂，洗涤残余物，重结晶，抽滤，干燥得到产物A；

步骤2，将产物A与水杨醛溶于溶剂中，滴入三乙胺，加热避光反应，反应停止后，冷却至室温，加入水，调节pH，抽滤，洗涤，干燥得到产物B；

步骤3，将产物B、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑三种物质溶于溶剂中，在N₂保护下，室温避光搅拌，然后加入1-氮杂-12-冠-4-醚，再滴入三乙胺，保持避光反应，反应停止后，冷却到室温，将反应溶液倒入水中，抽滤，洗涤，干燥得到产物C(螺吡喃-冠醚)；

步骤4，将产物C溶于正辛烷/十二醇中，加入疏水SiO₂，超声脱泡后，加入超纯水，高速搅拌，制得Pickering(O/W型)乳液，然后将乳液填充至填充柱内即可。