[發明專利]一種鹽湖鹵水萃取法提鋰的協同萃取體系

無效

• 申請號: 201010577333.2
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102001692A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 高潔;鄧天龍;朱華芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所;天津科技大學
• 主分類號: C01D15/04
• 分類號: C01D15/04
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術領域

本發明涉及無機化工技術領域中提取氯化鋰的協同萃取體系，尤其涉及一種鹽湖鹵水萃取法提鋰的協同萃取體系。

背景技術

鋰是重要的稀有元素，被譽為“能源金屬”。金屬鋰及其化合物在煉鋁、潤滑油脂、陶瓷、玻璃、空調、高能電池、軍工等領域被廣泛應用，目前我國的鋰產品尤其是碳酸鋰主要依賴進口。隨著固體鋰資源的逐漸枯竭，目前世界上鹵水提鋰已占全部鋰產品的80％。我國柴達木盆地鹽湖鋰資源蘊藏量(按LiCl計)約為1500多萬t，蘊藏巨大的潛在經濟價值。隨著青海鹽湖鉀肥有限公司200萬t?KCl的投產，每年排放近3000萬m³老鹵，其中鋰鹽的價值是鉀鹽價值的1.7倍，潛在價值達數十億元。

目前對液相溶劑萃取法提鋰的研究比較充分，但是未見工業化應用報導。黃師強等申請有授權專利(CN?87103431)“一種從含鋰鹵水中提取氯化鋰的方法”中，提出了TBP(磷酸三丁酯)-FeCl₃-200^#溶劑煤油萃取鋰體系，鹵水經萃取、酸洗、反萃取(6～9mol/L鹽酸)、除雜、焙燒等最后可得無水氯化鋰，萃取率達99.1％。針對察爾汗鹽湖別勒灘區段濃縮鹵水連續萃取試驗，鋰萃取率97.2％，鋰的總回收率達96.5％，但由于反萃取過程及氯化鋰焙燒過程中的腐蝕問題等沒有很好的解決，至今尚無法應用于工業生產。

許慶仁在“從氯化鎂飽和溶液中萃取鋰的研究”(有機化學，1979年第一期，pp：13-33)一文中，提出了20％N-503-20％TBP-60％200#煤油體系萃取飽和氯化鎂溶液中的鋰，經四級逆流萃取，鋰的萃取率可達90％，但因反萃取酸度過高等問題，并未應用于工業生產。

美國鋰公司Neille等研究了80％二異丁酮(DIBK)-20％磷酸三丁酯(TBP)從高鎂鹵水萃取鋰的方法，經七級萃取，鋰的收率80％以上，鹵水中的鎂、鈉分離效果良好。但二異丁酮在水中溶損嚴重且價格昂貴，無實際工業應用意義。

李海民等在授權專利(CN?101698488A)“一種利用高鎂鋰比鹽湖鹵水制備工業級碳酸鋰的方法”中，提出了TBP-CON-KS-FeCl₃萃取鋰體系，對高鎂鋰比鹽湖鹵水進行萃取、反萃取、反萃余液經堿液轉化為沉淀、洗滌，最終鋰的總回收率高于70％。

中國科學院青海鹽湖研究所在“九·五”期間，在國家科技攻關項目的支持下，針對察爾汗鹽湖老鹵采用TBP-FeCl₃-溶劑煤油萃取體系進行了提鋰工藝研究，試驗規模達到年產LiCl?3t，成功地完成了老鹵中萃取氯化鋰的中間試驗，但由于萃取體系反萃取酸度過高對設備材質要求苛刻等原因，至今尚未實現工業化應用。

溶劑萃取法提鋰至今尚未能成功地應用于鹽湖鹵水中鋰的提取，究其原因主要是反萃取所需的酸度過高(6-9mol/L鹽酸)，對設備的腐蝕比較嚴重，對設備的材質要求比較苛刻。因此，反萃取酸度過高已成為液相萃取法提鋰的瓶頸問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可有效降低反萃取酸度的鹽湖鹵水萃取法提鋰的協同萃取體系。

為解決上述問題，本發明所述的一種鹽湖鹵水萃取法提鋰的協同萃取體系，包括以下步驟：

(1)原料液酸度調整：在鎂鋰質量比為40∶1～200∶1的鹽湖鹵水中，加入濃度為1～2mol/L的鹽酸調節原料液的酸堿度，使其pH值為1～5，得到原料液；

(2)鋰的萃取：以TBP-BA-FeCl₃-溶劑油為萃取劑對所述步驟(1)所得的原料液進行三級萃取，單級萃取時間為2～20mim，得到有機相；其中所述原料液與所述萃取劑的體積比為0.5∶1～4∶1；

(3)有機相洗滌：以濃度為0.5～2mol/L的鹽酸為洗滌液對所述步驟(2)所得的有機相進行三級洗滌，單級洗滌時間為2～20min；其中所述有機相與所述洗滌液的體積比為5∶1～60∶1；

(4)有機相反萃取：以濃度為1～6mol/L的鹽酸為反萃劑對所述步驟(3)所得的有機相進行反三級萃取，單級反萃取時間為2～20min，得到氯化鋰溶液；其中所述有機相與所述反萃劑的體積比為1∶1～50∶1。