[發明專利]功能性離子液體的應用以及從鹽湖鹵水中萃取鋰的方法

有效

• 申請號: 201610813836.2
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106319244B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 王延風;路文娟;楊路平;張平平;張曉梅;矯春鵬;周亞楠
• 申請（專利權）人: 山東省醫學科學院藥物研究所
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B3/36
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 羅文曌

本發明公開了一種功能性離子液體的應用以及從鹽湖鹵水中萃取鋰的方法，屬于萃取技術領域。該方法萃取體系有機相中包括功能化離子液體，所述離子液體中含有與鋰有相互作用的酰胺基團，能夠降低其他離子的干擾。與現有技術相比，本發明的萃取方法具有低成本、操作簡單、萃取效率高、清潔環保等特點，具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及萃取技術領域，具體地說是一種功能性離子液體的應用以及從鹽湖鹵水中萃取鋰的方法。

背景技術

鋰是最輕的金屬，廣泛應用于鋰電池、核變發電、航空航天、激光、醫藥、功能性材料等領域。全球鋰資源主要集中在玻利維亞、智利、中國、阿根廷等國家，其中約66％的鋰都賦存于鹽湖鹵水中。我國鹽湖鋰資源豐富，特別是青海的柴達木盆地，占全國鹽湖鋰儲量的一半以上，由于其中伴生的鎂的含量很高，鎂鋰性質十分接近，導致鋰的分離提取十分困難。

萃取法是研究較多且已有工業化生產的提鋰方法之一，分離鋰、鎂的萃取劑主要有有機磷類(TBP)、醇、酮(二異丁酮)、酰胺等。現在我國研究較多的是以TBP為萃取劑來提取鹵水中的鋰，其常用的萃取體系是TBP-煤油，協萃取劑為三氯化鐵，從高鎂鋰比鹵水中提鋰的三級萃取率可達95％以上，是一種值得深入研究的鋰提取方法。使用另外幾種萃取劑同樣要加入TBP、三氯化鐵，萃取前需加入鹽酸調體系的pH值。這幾種萃取法的特點是萃取效率高，缺點是設備腐蝕嚴重，萃取劑溶損較大，對環境產生污染。

公開號為CN104263970A的專利文獻公開了“一種鋰離子的萃取劑”，以磷酸三丁酯為萃取劑，離子液體作為溶劑，離子液體本身不具有萃鋰功能，由于離子液體及TBP粘度都比較大，導致分層時間較長，萃取效率較低。

發明內容

本發明的技術任務是針對上述現有技術的不足，提供一種功能性離子液體的應用。

本發明進一步的技術任務是提供從鹽湖鹵水中萃取鋰的方法。

本發明的技術任務是按以下方式實現的：

式(Ⅰ)所示功能化離子液體在鋰萃取中的應用，

其中，n＝2或3，R₁,R₂均為C₂～C₈的直鏈或帶有支鏈的烷烴。

式(Ⅰ)所示的離子液體具有酰胺基團，鋰能以Li⁺的形式被直接萃取，因此，該離子液體能夠很好的應用于鋰的萃取中。

從鹽湖鹵水中萃取鋰的方法，其特點是萃取體系有機相中包括式(Ⅰ)所示功能化離子液體。

為了降低體系的粘度，增大萃取率、加快澄清時間，萃取體系有機相中還包括稀釋劑，萃取體系中稀釋劑與功能化離子液體的體積比為(1～4):1，優選為(2～3):1。

所述稀釋劑為溶劑汽油、磺化煤油。

進一步的，萃取體系中有機相與原料鹵水(水相)的體積比優選為(1～2):1。

原料鹵水中鋰離子濃度優選為(1～4)g/L。

為了達到較好的萃取效果，原料鹵水的鎂鋰元素質量比優選為(10～100):1。

本發明所述功能性離子液體是以鹵代酰氯、二取代胺、4-N,N-二甲基吡啶及六氟磷酸鉀為原料，經酰胺化反應、成鹽反應及交換反應得到具有酰胺基團的功能化離子液體。合成方法包括以下步驟：

a、以鹵代酰氯和二取代胺為起始原料在縛酸劑存在下合成鹵代酰胺；

b、鹵代酰胺與4-N,N-二甲基吡啶反應生成鹵代鹽中間體；

c、鹵代鹽中間體與六氟磷酸鉀發生交換反應，得到具有酰胺基團的功能化離子液體。