[发明专利]一种从含锂废水中回收锂的方法

说明书

本发明属于湿法冶金领域，公开了一种从含锂废水中回收锂的方法，包括如下步骤：(1)调节含锂废水的pH至酸性或中性；(2)先配制有机相，再皂化，加入含锂废水进行萃取，再分离出水相，即得含锂离子的负载有机相；所述调节含锂废水的pH的溶液为硫酸；所述有机相包括以下组分：萃取剂、协萃剂和稀释剂。本发明的组合萃取剂体系不需要加入三氯化铁作为共萃剂，避免Fe³⁺水解造成的乳化现象发生；本发明的组合萃取剂体系锂钠选择性好，负载量高，经4级逆流萃取，废水中的Li可以由3.7g/L降到0.126g/L，萃取率可以达到96.6％。

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，特别是涉及一种从含锂废水中回收锂的方法。

背景技术

锂是重要的稀有元素，被誉为“能源金属”和“推动世界前进的重要元素”。金属锂及其化合物在电子、冶金、化工、医药、核能、宇航和能源等领域已得到广泛的应用。锂资源的存在形式有固体矿和盐湖卤水，由于盐湖锂资源丰富，生产成本较低，所以目前研究比较成熟和规模化生产的提锂领域是盐湖中锂的提取。

科研工作者对锂的提取做了很多研究工作，开发了多种技术，包括沉淀煅烧法、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铁和锂。反萃液中补加NaCl，用TBP和二乙基己基磷酸萃取铁，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；1979年中国科学院青海盐湖研究所使用磷酸三丁酯-三氯化铁-煤油体系进行大柴旦盐湖卤水萃锂的扩大试验，得到纯度98.5％的无水氯化锂产品；2012年中国科学院上海有机化学所和中国科学院青海盐湖研究所研究了20％N235(N，N-二(2-乙基己基)乙酰胺)-30％TBP-50％磺化煤油体系从青海高镁锂比盐湖卤水中萃取锂的工艺，三级逆流萃取串级实验结果显示锂的萃取率达96％；专利CN108866352A提供了一种从盐湖卤水中萃取锂生产碳酸锂的工艺，萃取体系包括萃取剂、共萃剂和稀释剂，所述萃取剂为含萃锂功能性基团的磷酸酯类离子液体，萃取除油后的溶液先使用碳酸钠和氢氧化钠进行除镁，再用碳酸钠沉锂；该工艺用稀盐酸进行反萃，有机相仅用纯水洗涤即可再生，减少了皂化及除铁工序，简化了工艺路线，大大降低了生产成本。

目前国内进行过工业化实验或者已应用于工业化生产的萃取体系有酰胺类萃取剂(N503、N523)、中性膦类萃取剂TBP、酮类萃取剂DIBK，萃取体系均需要加入三氯化铁作为共萃剂，用三氯化铁作为共萃剂萃取需在酸性条件下进行，以保证FeCl₄^-生成和防止Fe³⁺水解；并且Li⁺的反萃取要求6mol/L以上强酸溶液导致设备腐蚀严重，而且FeCl₃使用过程中有乳化现象发生；铁与有机结合后反萃困难，一方面会造成有机密度和粘度加大，分相困难(盐湖提锂一般会采用离心萃取机，投资成本高)，另一方面会降低有机负载量。

因此，亟需提供一种萃取体系锂钠选择性好、负载量高、工艺流程短的回收锂的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从含锂废水中回收锂的方法，该含锂溶液来自三元电池回收过程中产生的硫酸盐萃余废水，该萃取锂的方法不需添加三氯化铁作为共萃剂，萃取体系锂钠选择性好，负载量高，工艺流程短，体系分相好不需要离心萃取机，设备投资少，在电池回收行业有突破性意义。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种从含锂废水中回收锂的方法，包括如下步骤：

(1)调节含锂废水的pH至酸性或中性；