[發明專利]一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法

有效

• 申請號: 202210267911.5
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114645144B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張利誠;李麗娟;李晉峰;姬連敏;許淘善;宋雪雪;時東;彭小五;陳楠;張禹澤;宋富根;謝紹雷
• 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;C22B3/40
• 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

本發明提供的一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法，包括以下步驟：配制深共晶溶劑、提供萃取水相、萃取步驟以及反萃步驟。本發明提供的深共晶溶劑包括摩爾比為1：2、1：1或2：1的氫鍵供體和氫鍵受體，不包含稀釋劑。在使用深共晶溶劑提取鋰的過程中，由于不使用稀釋劑，降低了萃取有機相的體積，縮小了設備體積，生產成本低。再者，萃取后深共晶溶劑的鋰負載量大、水溶性小，萃取余液中其余組分基本不發生變化，反萃完成后的深共晶溶劑還能循環利用，無三廢產生。本發明提供的一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法，具體工藝只需經過萃取?反萃，即可得到富鋰溶液，工藝簡單，易于控制，操作可靠性高，適用范圍廣，能有效從含鋰溶液中分離回收鋰。

技術領域

本發明涉及復雜離子鋰鹽體系回收Li⁺技術領域，具體涉及一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法。

背景技術

鋰是一種堿金屬元素，具有比重最輕，化學活性強等特性，金屬鋰及某些鋰的化合物在電池、致冷劑、潤滑劑、受控核聚變反應等多方面的應用越來越廣泛。鋰資源在自然界的賦存形式主要為含鋰礦石及鹵水資源，我國是一個鋰資源大國，同時也是一個鋰資源進口大國，鋰原料進口大于50％，而國際鋰市場高度壟斷，2020年以來鋰產品市場價格節節攀升，因此鋰資源的綠色開發和高效回收是涉及我國能源安全的重要課題。

碳酸鋰生產主要原料為鋰礦石與鹽湖鹵水，目前，鋰礦石生產碳酸鋰主要有酸浸法、堿浸法、鹽轉相等工藝。參照圖1，圖1是現有技術中使用酸浸法從β-鋰輝石礦中生產碳酸鋰的工藝流程示意圖。目前鹽湖鹵水生產碳酸鋰主要有吸附法、煅燒法、膜電解法、萃取法等。參照圖2，圖2是現有技術中使用吸附法從鹽湖鹵水中生產碳酸鋰的工藝流程示意圖。

從圖1和圖2可知，雖然鋰礦石生產碳酸鋰和鹽湖鹵水生產碳酸鋰的工藝流程前段有所不同，但在生產后端均包含除雜、濃縮、碳酸鈉沉淀工藝。在碳酸鈉沉淀工藝中，往往是將近飽和的碳酸鈉溶液加入到高濃度含鋰溶液中，由于碳酸鋰溶解度比較低，從而從溶液中析出，粗品碳酸鋰經過高溫洗滌脫水后得到純度較高的碳酸鋰產品。

在碳酸鋰沉淀的過程中由于碳酸鋰的Ksp限制，鋰離子無法被完全沉淀，沉鋰母液中的鋰離子濃度大約在1.5g/L～2.2g/L，在部分工藝中，沉鋰母液中鋰含量甚至占到總產量的20％，造成鋰資源利用率的大幅降低，嚴重制約了碳酸鋰生產過程的效率與經濟性。

為提高鋰資源利用率，需要從沉鋰母液中回收鋰，現有的從含鋰溶液中提取鋰的方法包括溶劑萃取法，溶劑萃取法提鋰就是利用萃取有機相對鋰的特殊提取性能，達到提取鋰的目的，其關鍵就是找到合適的萃取有機相。中國專利申請(申請號：CN201711298057.4)、中國專利申請(申請號：CN201711295127.0)和中國專利申請(申請號：CN201711298395.8)均提出了溶劑萃取法從含鋰溶液中提取鋰的工藝，但其中所提到的萃取有機相均需要加入煤油作為稀釋劑，存在以下問題：(1)萃取有機相中萃取劑有效濃度較低導致萃取后萃取劑鋰負載量低，約為0.5g/L～2g/L；(2)萃取有機相萃取金屬離子形成的絡合物在稀釋劑中的溶解度相對較低，在運行中極易出現三相，不利于連續生產。

發明內容

針對現有技術中使用溶劑萃取法提取鋰中使用的萃取有機相中含有稀釋劑不足，本發明提供了一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法，該方法具有鋰負載量大，鋰萃取效率高，生產成本低以及工藝簡單的優點。

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案：

一種使用深共晶溶劑提取鋰的方法，包括以下步驟：

配制深共晶溶劑：將氫鍵供體與氫鍵受體按摩爾比為1：2、1：1或2：1的比例混合，40℃～60℃條件下攪拌形成均一相，冷卻至室溫得到深共晶溶劑；其中，所述氫鍵供體為具有吸電子取代基的β-二酮類化合物，所述氫鍵受體為含P＝O和/或N＝O的具有給電子性且能形成氫鍵基團的化合物；