[發明專利]從高鈉鋰比的鹽湖鹵水中萃取分離鋰及堿土金屬的方法

在審

• 申請號: 202111164168.2
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113981243A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 張利誠;李麗娟;李晉峰;時東;宋富根;彭小五;姬連敏;宋雪雪;張禹澤;聶鋒;王杏芳;曾忠民
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B26/20;C22B3/26
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;黃進

本發明公開了一種從高鈉鋰比的鹽湖鹵水中萃取分離鋰及堿土金屬的方法，其包括：提供萃取水相：以高鈉鋰比的鹽湖鹵水作為萃取水相，其中包含有Li⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，并且Na⁺與Li⁺的質量比為10：1～200：1；提供萃取有機相：將萃取劑、協萃劑以及煤油混合，配制萃取有機相；所述萃取劑為雙酮類化合物，所述協萃劑為含鹵素的有機膦類化合物；萃取步驟：將萃取有機相和萃取水相相互混合進行1級以上的逆流萃取，待萃取平衡后分相，獲得萃余液和第一負載有機相；針對所述第一負載有機相依次進行鈉反萃、鋰反萃、鈣反萃和鎂反萃，由此分離獲得鈉鹽溶液、鋰鹽溶液、鈣鹽溶液和鎂鹽溶液，實現了從高鈉鋰比的鹽湖鹵水中有效地分離出鈉、鋰以及鈣和鎂等堿土金屬。

技術領域

本發明屬于鹽湖化工技術領域，具體來講，涉及一種從高鈉鋰比的鹽湖鹵 水中萃取分離鋰及堿土金屬的方法。

背景技術

鋰是自然界中最輕的金屬，具有極強的電化學活性，其金屬和化合物被廣 泛應用于玻璃、陶瓷煉鋁、有機化工、航空航天、核聚變等行業及領域作為熱 核聚變(氫彈)的爆炸物，飛機、火箭和導彈的高性能推進燃料及核反應堆的 屏蔽材料。鋰電池比普通電池高4～30倍的儲能以及具有良好的使用性能，很早 就被用來作為魚雷、潛艇、宇宙飛行器的推動力。鋰鋁、鋰鎂合金高強質輕， 是航空航天及火箭的良好材質，頗受軍工、航天產業青睞。21世紀，隨著對清 潔能源需求的高漲和低價鋰鹽的生產，鋰能源將可能深刻地影響人們的生活， 因而鋰被稱作“21世紀的能源金屬”。

目前從鹽湖鹵水中提取鋰的有效方法包括溶劑萃取法，而溶劑萃取法都不 可避免地采用了FeCl₃作為協萃劑，使得萃取有機相密度增大，兩相密度差減小， 對萃取分離設備要求較高，傳統的混合澄清槽難以滿足工藝要求，要采用高效 的離心萃取設備，設備造價昂貴；同時，引入FeCl₃后，在用堿對萃取劑再生時 難度很大，需要非常精準的流量控制，否則會造成萃取率下降或萃取劑乳化失 效等問題。此外，由于有機相中含有協萃劑FeCl₃，這就要求萃取料液(鹵水) 必須保持弱酸性，否則就會造成Fe水解，進入萃取工段的鹵水必須進行酸化處 理，而青海鹽湖中鋰與硼普遍伴生存在，酸化過程必然有硼酸析出，需要過濾 處理，因此對于堿性體系中鋰的萃取無適用性。且目前用于鋰的萃取劑多數只 能實現鋰鎂分離，對于堿金屬體系萃取效果很差。

另外，鹽湖鹵水中通常含有Na⁺，當Na⁺的濃度過高時，會給Li⁺的萃取分 離造成不良影響。例如，南美地區的鹽湖鹵水中Na⁺與Li⁺的質量比通常達到50/1 以上，鈉鋰比非常高，對于高鈉鋰比的鹽湖鹵水，需要從中萃取提取鋰時，目 前的工藝需要對高鈉鋰比的鹽湖鹵水進行預處理以降低Na⁺與Li⁺的質量比，然 后再通過沉淀法提取鋰，所需鹽田面積巨大，鋰資源利用率低，生產周期長。 而目前溶劑萃取法只能應用于高鎂鋰比鹽湖鹵水，針對高鈉鋰比鹽湖鹵水提鋰 尚無有效的萃取體系。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種從高鈉鋰比的鹽湖鹵 水中萃取分離鋰及堿土金屬的方法，該方法能夠從高鈉鋰比的鹽湖鹵水中有效 地分離出鈉、鋰以及鈣和鎂等堿土金屬，為工業化生產提供了更為簡單且成本 更低的工藝路徑。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種從高鈉鋰比的鹽湖鹵水中萃取分離鋰及堿土金屬的方法，其包括：