[發明專利]用仲酰胺/烷基酯復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用

有效

• 申請號: 201911089222.4
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110643834B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 楊立新;田翔;劉長;李海博;李聰;周欽耀
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B26/20;C22B3/32;C25B1/34;C01D15/08;C01D15/02;C01D15/04
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本發明公開了用仲酰胺/烷基酯復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺和烷基酯分別由其單一化合物或兩種以上的混合物組成，分子中碳原子總數分別為12～18和8～20，萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1～10:1、鹵水密度為1.30～1.56g/cm³、鹵水pH值1～7和溫度0～50℃下進行單級或多級逆流萃取，反萃取得到低鈣鋰比水相，經過濃縮、除雜與制備，分別得到氯化鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰。本發明的優異效果：仲酰胺萃取劑分子結構簡單，容易生產，烷基酯改進復合溶劑的粘度等性質；Li⁺多級萃取率高，鋰鈣分離系數大，用水反萃取酸堿消耗小；萃取分離工藝流程短，萃取體系溶損小，適合于油田鹵水開發。

技術領域

本發明涉及一種從含鈣鹵水中提取鋰的方法，尤其涉及到用復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。

背景技術

在我國青海柴達木盆地西部南翼山地區擁有豐富的油田地下鹵水，其資源儲量可與柴達木盆地鹽湖儲量媲美，為世界罕見的多元素共存特大型礦床，具有極大的工業開發價值。其中鉀硼鋰碘等有用組分多、含量高，資源賦存狀態與已開發鹽湖資源種類有較大差別，屬于蘇林分類中的氯化鈣型鹵水，呈現高礦化度、高鈣、低鎂和低硫酸根特征，經鹽田日曬濃縮后其中氯化鈣含量高達30.8～43.0％。

近年來從高鈣鋰比鹵水中提取有價元素鋰受到重視，鈣與鋰的分離是其技術關鍵，現行的鈣鋰分離方法主要有兩種：(1)允鹵法，通過使用芒硝或含硫酸根的鹵水與含鈣鹵水混合，除去硫酸鈣沉淀達到鈣鋰分離目的。高文遠等利用鹽湖自身或其附近的硫酸鈉資源與高鈣老鹵中的鈣源發生反應，進行老鹵脫鈣(CN104817096B)，這種方法會產生大量硫酸鈣沉淀，鋰離子夾帶損失嚴重。 (2)冷凍結晶法，利用氯化鈣溶解度隨溫度的變化、使鹵水中的鈣鹽在低溫下析出。李冰等將油田水蒸發至比重1.40～1.54，于0～–30℃下進行冷凍3～15天，得到富鋰鹵水(CN103508472A)，這種方法所需時間長，鈣鋰質量比下降程度受到限制。

而在其他分離鹵水中鈣的方法中秦曉明等采用螯合陽離子交換樹脂柱于pH值10～12下脫除含鋰溶液中二價以上的金屬陽離子(CN108840354A)、郭定江等采用納濾器除去高鹽氯化鋰混合溶液中的鈣鎂雜質(CN106048218A)和曹乃珍等利用萃取法以P204為萃取劑、磺化煤油為緩釋劑除去富鋰溶液中的鈣鎂離子(CN105712383A)，這些方法只適合于低濃度含鈣鎂鹵水的深度凈化處理。目前涉及到高鈣鋰比油田鹵水研究的文獻不多，特別是溶劑萃取法應用于高鈣鋰比鹵水進行鈣鋰分離的文獻還未見報道，這歸結于Ca²⁺價層有空的3d軌道、配位能力強，離子軟硬性又與 Mg²⁺有明顯不同，事實上高鈣鋰比鹵水的分離比高鎂鋰比鹵水的分離變得更為困難，導致油田鹵水中鋰資源的開發迄今未能實現。

然而溶劑萃取法是利用有機溶劑對鋰離子的特定萃取性能達到鋰鈣或鋰鎂分離目的，被認為是針對高鎂鋰比鹽湖鹵水最有前途的提鋰方法，這同樣也可能應用于高鈣鋰比油田鹵水，萃取劑的優劣和新萃取劑的發現是其技術過程的關鍵。烷基酯作為一類來源豐富、在無強酸堿催化下性質穩定的中性溶劑，有助于兩相分離，與其他有效成分組合可能構成新的萃取體系。將高鈣鋰比鹵水實現鋰鈣分離轉變為低鈣鋰比鹵水后，能制得市場上特別需要的氯化鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰等基礎化工產品。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術方法中存在的不足，提供一種經濟有效的用仲酰胺/烷基酯復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。

本發明提供的技術方案和工藝過程如下：

1.用仲酰胺/烷基酯復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系，該萃取體系中含有A 和B兩類物質；其中A類物質為仲酰胺由單一化合物或兩種以上的混合物組成；其中，單一化合物具有如式(I)所示的結構：