[發明專利]一種萃取組合物、萃取體系、萃取方法及反萃取方法

有效

• 申請號: 201610381863.7
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN107447116B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 袁承業;李晉鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B3/40
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;徐婕超

本發明公開了一種萃取組合物、萃取體系、萃取方法及反萃取方法。本發明的萃取組合物包含萃取劑和如式P所示的中性磷氧類化合物；其中，所述的萃取劑包含N,N?二(2?乙基己基)乙酰胺和N,N?二己基對甲基苯甲酰胺。本發明的萃取組合物自身酸堿穩定性好，水相溶解度小，密度、粘度較小，無需復雜的萃取操作、對設備腐蝕性小，且適用于工業化運作要求。

技術領域

本發明涉及一種萃取組合物、萃取體系、萃取方法及反萃取方法。

背景技術

鋰不僅在國防工業中有著重要應用，它在國民經濟中的重要性也日益彰顯，特別是在能源領域：⁶Li和⁷Li分別是未來核聚變反應堆的燃料和核裂變反應所用重要材料；它作為電池材料的需求也日益增長。因此，鋰有“21世紀的能源金屬”之稱。國內外對鋰的需求量持續增長，因此對鋰資源的研究和開發利用顯得迫在眉睫。

鹽湖鹵水是鋰的重要資源。我國具有豐富的鹽湖鹵水鋰資源，其蘊藏量居世界前列。但是，由于鹵水中含有多種金屬離子，其綜合利用及從鹵水中分離提取鋰的技術是需要研究的重要課題，特別是對于含有高濃度鎂、低濃度鋰的所謂“高鎂鋰比”鹵水中分離提取鋰，是公認的世界性技術難題。

溶劑萃取技術是從溶液中分離提取各種金屬的有效技術，它具有分離效率高、工藝和設備簡單、操作連續化、易于實現自動控制等優點，被認為是從“高鎂鋰比”鹵水中提取分離鋰的最有前途的方法之一。自上世紀六十年代中期以來，國內外已提出了若干萃取體系及工藝。1967年，Nelli j.R.等發明了一種萃取體系及工藝(Nelli j.R.et al.Fr.1,535,818(1967)；USP3,537,813(1970).)：在鹵水中添加FeC1₃作為共萃劑，用80％二異丁酮-20％磷酸三丁酯作為有機相，將Li與Fe以LiFeC1₄形式共萃取進入有機相，與水相中大量MgC1₂及其他金屬分離。該體系對Li的萃取雖具較高的選擇性，但用水反萃取產生LiCl和FeC1₃混合液，須用二(2-乙基己基)磷酸-磷酸三丁酯體系再次萃取分離Li與Fe，致使工藝冗長、操作繁瑣，至今未見其用于工業生產。1979年，中科院青海鹽湖研究所提出了用單一萃取劑磷酸三丁酯的煤油溶液萃取鋰的體系和工藝，從而簡化了萃取體系，并于1984年進行了從大柴旦鹽湖鹵水中萃取鋰的半工業試驗，于1987年申請了中國發明專利(黃師強等，中國發明專利，87103431)并獲得了授權。但是，該體系中磷酸三丁酯濃度較高，對萃取設備的腐蝕性較強，且在長期運轉中萃取劑不僅在水中溶解損失，而且在酸性介質中磷酸三丁酯發生降解，特別是它對用于制作萃取設備的材質的嚴重溶脹作用限制了其工業大規模應用。

自2010年開始，中國科學院青海鹽湖研究所與中國科學院上海有機化學研究所合作，共同研發了一種能降低對設備的腐蝕性且適合工業應用的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的技術和方法，其采用酰胺類化合物或酰胺類化合物和中性磷氧類化合物的混合物為萃取劑、三氯化鐵為共萃劑及脂肪烴或芳香烴為稀釋劑進行鋰的萃取。該萃取體系在最佳操作條件下對Li的單級萃取率為87.14％，Li⁺、Mg²⁺、Na⁺和K⁺分配比分別為3.387、0.007983、0.1023、0.07368。Li/Mg、Li/Na和Li/K的分離系數分別為424.3、33.11、45.97。2011年申請了中國發明專利[袁承業等，中國發明專利，CN103055539A]，并獲得了授權。并對該類萃取劑萃取鋰的性能進行了系統研究，完成了酰胺類和中性磷氧類混合體系的工藝試驗研究，確定了工藝流程的最佳工藝條件。完成了N523-TBP-磺化煤油萃取體系的工藝試驗研究，確定了流程的最佳工藝條件。在最優條件下完成了萃取工藝的串級試驗，取得了滿意的研究成果。

但是該方法在產業化過程中仍純在諸多問題，如單級萃取率較低，影響產量和收率，要想獲得較高收率必須增加萃取級數；鋰與鎂、鈉、鉀的分離因數不夠大，直接得到的產品不能達到高純度要求，必須增加洗滌級數或其他后處理方式。

發明內容