[發(fā)明專利]一種從硫酸鹽型鹽湖鹵水中萃取氯化鋰的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610419425.5
• 申請(qǐng)日: 2016-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106044803B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙朋龍;邱旭勇;陳念
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海柴達(dá)木興華鋰鹽有限公司
• 主分類號(hào): B01D11/04
• 分類號(hào): B01D11/04
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采用溶劑萃取法從硫酸鹽型鹽湖鹵水中萃取氯化鋰的方法。

背景技術(shù)

氯化鋰在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用，另外氯化鋰還是制取金屬鋰的原料、鋁的焊接劑、空調(diào)除濕劑、光通信中的非線性光學(xué)材料的原料，其需求越來(lái)越大, 從而使得氯化鋰的生產(chǎn)顯示出前所未有的良好前景。目前氯化鋰的生產(chǎn)方法主要為碳酸鋰或氫氧化鋰與鹽酸反應(yīng)，隨著碳酸鋰、氫氧化鋰價(jià)格的飛速上漲，采用此方法生產(chǎn)氯化鋰已沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明采用萃取法提取氯化鋰，其工藝簡(jiǎn)單, 操作方便,成本較低, 產(chǎn)品氯化鋰達(dá)一級(jí)品要求。

目前國(guó)內(nèi)外已報(bào)道的萃取鋰的體系主要有：醇類、酮（雙酮）類、有機(jī)膦類、季胺鹽—偶氮離子螯合—締合類、冠醚類。1937年Bardet等人從含鋰200微克/升的海水中，用戊醇從NaCl溶液中萃取分離鋰，存在的缺點(diǎn)是戊醇易溶于水不適合于工業(yè)生產(chǎn)。1968年美國(guó)鋰公司J.R.Neille等人發(fā)明了80%二異丁酮—20%TBP從高鎂鹵水萃取鋰的方法，該方法存在二異丁酮價(jià)格高、水中溶損嚴(yán)重和鋰萃取率低等缺點(diǎn)，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用。2015年時(shí)東等人發(fā)明了一種萃取鋰離子或堿土金屬離子萃取體系，該萃取體系的萃取劑為雙酮化合物，協(xié)萃劑為中性磷氧化合物。雖然避免使用協(xié)萃劑三氯化鐵，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)鎂、鋰的分離，從而不能應(yīng)用于鎂鋰比較高的硫酸鹽型鹽湖。有機(jī)膦類萃取劑應(yīng)用在鋰鎂比較高的鹽湖鹵水中，效果較好，其中，最常用的是中性磷類萃取劑：磷酸三丁酯（TBP）、三辛基氧磷（TOPO）和丁基磷酸二丁基酯（DBBP），萃取效果最好的是磷酸三丁酯（TBP）萃取劑，1979 年，中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所提出了80%TBP-20%煤油體系萃取鋰的工藝，并使用大柴旦鹽湖鹵水進(jìn)行了擴(kuò)大試驗(yàn)，由于該體系中磷酸三丁酯濃度較高，對(duì)萃取設(shè)備的腐蝕性極強(qiáng)，并且鹵水在有機(jī)相中的溶解度較大，產(chǎn)品純度只有98.5%左右，一直未大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。季胺鹽—偶氮離子螯合-締合類，1979年中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)所研究了20%N-503[N，N-二(1-甲基庚基)乙酰胺]—20％TBP-60％200#煤油從自貢制溴母液中萃取鋰的體系和方法，經(jīng)過(guò)四級(jí)逆流萃取，Li的收率可達(dá)90%。2012年中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)所和中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所研究了20% N523 （N，N-二（2-乙基己基）乙酰胺）-30%TBP-50%磺化煤油體系從青海高鎂鋰比鹽湖鹵水中萃取鋰的工藝。三級(jí)逆流萃取串級(jí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鋰的萃取率達(dá)96%，未見(jiàn)三相及乳化現(xiàn)象。冠醚類萃取劑，根據(jù)冠醚空穴的大小及軟硬酸堿規(guī)則，冠醚對(duì)某些金屬離子有較高的選擇性，即冠醚的空穴大小與某些金屬離子的半徑相當(dāng)?shù)臅r(shí)候，金屬離子就可進(jìn)入冠醚空穴與之螯合。最適合萃取鋰的冠醚環(huán)是14冠—4，由于該類萃取劑價(jià)格較高，目前尚無(wú)工業(yè)應(yīng)用的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有使用的溶劑萃取法從硫酸鹽型鹽湖鹵水中提取氯化鋰的方法中存在的對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)、萃取率低的不足，本發(fā)明提供一種能降低對(duì)設(shè)備的腐蝕性且提高萃取率的方法，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

一種從硫酸鹽型鹽湖鹵水中萃取氯化鋰的方法，其萃取體系包括萃取劑、共萃劑和稀釋劑，所述萃取劑為磷酸三丁酯與結(jié)構(gòu)式（I）所示的不飽和烴類酰胺化合物的混合物，

所述不飽和烴類酰胺化合物的結(jié)構(gòu)式為：

式中，R¹、R²和R³獨(dú)立地選自H、C1-C5的烷基、環(huán)烷基、苯基、吡啶基、哌啶基、吡咯基、噻吩基；R⁴和R⁵獨(dú)立地選自C4-C12的烷基、環(huán)烷基取代的C1-C4的烷基。

上述共萃劑為三氯化鐵；稀釋劑為200#溶劑汽油、磺化煤油；萃取劑中不飽和烴類酰胺化合物與磷酸三丁酯的體積比為（0.2 ～5 ）：1。

萃取時(shí)，有機(jī)相與水相的體積比為（0.8～5 ）：1，鋰濃度為（0.5～8）g/L，鹽湖鹵水中中鎂鋰元素的質(zhì)量比為（8～200 ）：1，共萃劑三氯化鐵與鹽湖鹵水中鋰離子的摩爾比為（1～1.5）：1，稀釋劑與萃取劑的體積比為（0.5～2 ）：1。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1．設(shè)計(jì)了一種全新的鋰的萃取劑-不飽和烴類酰胺化合物，該類物質(zhì)雙鍵與羰基直接相連時(shí)，碳碳雙鍵和碳氧雙鍵之間形成一個(gè)1,4-共軛體系，在羰基吸電子的作用下羰基氧上的電荷密度升高，進(jìn)而增強(qiáng)其與金屬離子的配位能力；

2．該類萃取劑合成反應(yīng)路線簡(jiǎn)單，反應(yīng)原料易得，反應(yīng)產(chǎn)率高，具有很高的潛在工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值；