[发明专利]一种多级碳酸锂的提取工艺

说明书

本申请涉及提取锂领域，具体公开了一种多级碳酸锂的提取工艺，包括以下步骤：萃取：采用磷酸三丁酯、杂化冠醚以及1‑乙烯基‑3‑甲基咪唑醋酸盐作为萃取液从盐湖卤水中萃取锂，萃取级数1‑5级，所述杂化冠醚通过羟基硅油、氨基乙基苯并‑12冠‑4和亚硫酰氯制得；反相萃取：用水作为反萃剂，对含锂有机相进行反向萃取，反萃级数1‑5级；碳酸锂制备：在反萃水相中加入碳酸钠，并在75‑80℃下反应，制得碳酸锂沉淀。本申请具有实现高镁锂比盐湖中锂盐高回收率提取，同时改善高酸反萃体系的特点。

技术领域

本申请涉及锂提取技术领域，更具体地说，它涉及一种多级碳酸锂的提取工艺。

背景技术

锂及其化合物是国民经济和国防建设的重要战略资源，其在锂电池、陶瓷工业、玻璃制造、润滑剂、原子能热核聚变(反应)等领域有着重要应用。锂资源储备和其分离提取技术直接影响着国家的战略安全。

早期的锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。盐湖卤水提锂的工艺难度和成本主要受盐湖中锂的浓度和镁锂比影响。由于锂、镁具有非常相似的性质及水合半径，卤水中的镁锂比越高，提取锂的难度越大。而我国盐湖锂资源的普遍特点是镁锂比高，因此开发适用于我国高镁锂比盐湖的锂资源分离提取技术具有非常重要的经济价值和战略意义。

目前，盐湖提锂的生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧法和电化学法等。吸附法具有应用于锂浓度较低且镁锂比较高的卤水的潜力，但吸附材料的成本、溶损和循环稳定性等问题限制了其工业化应用；沉淀法工艺需要将卤水蒸发浓缩，然后去除其中的钙镁离子及硼，加入沉淀剂使锂沉淀出来，但是该种方法用于镁锂比较高的盐湖卤水时，需要消耗大量的沉淀剂，成本较高，而且沉淀法工艺流程长，回收率低，仅适用于低镁锂比盐湖资源，且过程中会产生大量废渣，对于环境威胁较大；煅烧法将接近于饱和的盐湖卤水蒸干，其中的镁、锂以盐的形式析出，混盐在550℃以上温度煅烧产生氧化镁，然后浸取煅烧产物使锂盐得到分离。但是煅烧过程中产大量氯化氢气体和重质氧化镁，副产物经济价值不高，同时氯化氢对设备腐蚀严重，能耗较高，操作繁杂；吸附法具有锂回收率高、选择性高的特点，其中对锂离子具有选择性吸附能力的离子筛是吸附法的关键，但是目前开发的锂离子筛多为粉末状，流动性和渗透性不佳，不利于工业化应用，同时锰系锂离子筛吸附锂离子后酸浸泡脱锂过程中锰溶损率过高，循环稳定性较差，且重金属离子容易造成环境污染；电化学法中工作电极活性材料仍存在吸附容量低、循环稳定性差等问题，且卤水中其它高浓度的阳离子会影响电化学提锂的选择性和电流效率。而且现有的纳滤膜材料和电渗析膜材料的镁锂分离系数低。

相较上述技术而言，溶剂萃取法适用于高镁锂比条件下的镁锂分离，具有较高的分离系数，溶剂萃取技术具有效率高、连续性强、操作简单、固定成本投入小等优点，在高镁盐湖卤水提锂应用方面得到了快速发展。如磷酸三丁酯和氯化铁共萃体系曾被重点研究，但是该类萃取法中主要以盐酸作为反萃剂，反萃酸度高，对设备腐蚀严重，而且高酸反萃液中锂回收困难，需要研究新的萃取体系，降低对设备的影响同时具有高的锂回收效果。

发明内容

为了实现高镁锂比盐湖中锂盐高回收率提取，同时改善高酸反萃体系，本申请提供一种多级碳酸锂的提取工艺。

本申请提供的一种多级碳酸锂的提取工艺采用如下的技术方案：

一种多级碳酸锂的提取工艺，包括以下步骤：

萃取：采用磷酸三丁酯、杂化冠醚以及1-乙烯基-3-甲基咪唑醋酸盐作为萃取液从盐湖卤水中萃取锂，萃取级数1-5级，所述杂化冠醚通过羟基硅油、氨基乙基苯并-12冠-4和亚硫酰氯制得；

反相萃取：用水作为反萃剂，对含锂有机相进行反向萃取，反萃级数1-5级；

碳酸锂制备：在反萃水相中加入碳酸钠，并在75-80℃下反应，制得碳酸锂沉淀。