一种锂离子的萃取体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及萃取【技术领域】，尤其是一种锂离子的萃取体系，其包括：萃取剂，用于对含锂离子的水相进行锂离子萃取分离，所述萃取剂包括磷酸三丁酯和离子液体，所述离子液体与所述磷酸三丁酯的体积比不高于1:1；以及用于添加至含锂离子的萃取原液中并促进萃取的高氯酸盐，所述高氯酸盐与所述锂离子物质的量之比为0.5～3：1。本发明既避免传统有机溶剂所带来的环境污染，降低因挥发造成的溶损，还能克服有机相与水相难以分离的问题，具有良好的应用前景。
【专利说明】一种锂离子的萃取体系
【技术领域】
[0001]本发明涉及萃取【技术领域】，尤其是对盐湖卤水中锂离子的萃取分离技术及其萃取 剂的改进。
【背景技术】
[0002]锂不仅在国防工业中有着重要应用，它在国民经济中的重要性也日益彰显，特别 是在能源领域：sLi和7Li分别是未来核聚变反应堆的燃料和核裂变反应所用的重要材料； 它作为电池材料的需求也日益增长。因此，锂有"21世纪的能源金属，，之称。国内外对锂的 需求量持续增长，因此对锂资源的研究和开发利用迫在眉睫。
[0003]盐湖卤水是锂的重要来源。我国具有丰富的盐湖卤水锂资源，其蕴藏量居世界前 列。但是，盐湖卤水中含有多种金属离子，因此如何从中分离提取锂是需要研究的重要课 题。
[0004]目前盐湖卤水提锂技术方法主要有蒸发结晶分离法、盐析法、选择性半透膜法、沉 淀法、溶剂萃取法、离子交换法等。其中，溶剂萃取法是从低品位卤水中提取锂较为有效的 方法，该法能实现对目标离子的高效选择，尤其对高镁锂比的盐湖卤水提锂效果较好。目前 所采用的萃取剂多为含磷有机萃取剂、胺类萃取剂、双酮、冠醚及混合萃取剂，其中研究较 多的为含磷有机萃取剂。通常的萃取体系是以磷酸三丁酯（TBP)为萃取剂，三氯化铁为协 萃取剂，磺化煤油为稀释剂。以磷酸三丁酯为萃取剂萃取锂的方法其萃取率高（锂的总回 收率在90 %左右），工艺流程简单，有着很广阔的应用前景。
[0005] 离子液体（IL)具有一些独特性质：（1)几乎没有蒸气压，不挥发，不易燃，不易氧 化，可调的粘度；（2)离子液体是许多有机物、有机金属化合物、无机化合物，甚至高分子材 料的良好溶剂，能够提供一个非水、极性可调的两相体系，在化学分离过程中可作为一个水 的非共溶相使用；(3)对水和空气稳定，便于操作处理，易于回收。离子液体绿色环保无污 染，又可重复利用，可以应用于萃取分离方面。
[0006] 利用溶剂萃取法从盐湖卤水体系中萃取锂时，通常采用的萃取体系是以磷酸三丁 酯（TBP)、三氯化铁和磺化煤油组成，但这种方法的缺点在于在操作的过程中，作为协萃剂 的三氯化铁较易发生乳化，造成了萃取体系中水相与有机相的分离困难。
【发明内容】
[0007] 为克服现有技术的不足，本发明提供一种锂离子的萃取体系，其包括：
[0008] 萃取剂，用于对含锂离子的水相进行锂离子萃取分离，所述萃取剂包括磷酸三丁 酯和离子液体，所述离子液体与所述磷酸三丁酯的体积比不高于1:1 ;以及，
[0009] 用于添加至含锂离子的萃取原液中并促进萃取的高氯酸盐，所述高氯酸盐与所述 锂离子物质的量之比为不高于3 :1。
[0010] 进一步地，所述高氯酸盐与所述锂离子物质的量之比为〇· 5?3 :1。
[0011] 进一步地，所述离子液体与所述磷酸三丁酯的体积比不高于2:3。
[0012] 进一步地，所述离子液体与所述磷酸三丁酯的体积比为〇. 2?0· 5:1。
[0013] 进一步地，所述离子液体为咪唑盐。
[0014] 进一步地，所述离子液体为咪唑磷酸盐。
[0015] 进一步地，所述离子液体为1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪 唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的至少一种。
[0016] 有益效果：本发明采用疏水性的咪唑类离子液体替代传统易挥发性的溶剂，与 TBP、配合共萃剂高氯酸盐组成萃取体系，既避免传统有机溶剂所带来的环境污染，降低因 挥发造成的溶损，还能克服有机相与水相难以分离的问题，具有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1
[0018] 本发明提供一种锂离子的萃取体系，包括萃取剂和共萃剂。
[0019] 其中，萃取剂是用于对含锂离子的水相进行锂离子萃取分离，其包括磷酸三丁酯 和离子液体，所述离子液体与所述磷酸三丁酯（TBP)的体积比不高于1:1。由于室温下离子 液体的粘度很大，若离子液体与TBP比例高于1:1，将对萃取后的分相以及萃取速度均有所 影响。
[0020] 协萃剂是用于添加至含锂离子的萃取原液中并促进萃取的高氯酸盐，所述高氯酸 盐与所述锂离子物质的量之比为〇· 5?3 :1。
[0021] 本发明的实施例中优选典型的咪唑类离子液体与TBP混合形成萃取体系，进行几 组锂离子萃取的平行对照实验，以获得较佳的萃取过程参数。下面介绍采用这种萃取体系 对盐湖锂离子进行萃取的过程。
[0022] 萃取温度：室温（约20°C )
[0023] 萃取原液：参见表1所示。
[0024] 表1盐湖卤水（萃取原液）组成 [00251
【权利要求】
1. 一种锂离子的萃取体系，其特征在于，其包括： 萃取剂，用于对含锂离子的水相进行锂离子萃取分离，所述萃取剂包括磷酸三丁酯和 离子液体，所述离子液体与所述磷酸三丁酯的体积比不高于1:1 ;以及， 用于添加至含锂离子的萃取原液中并促进萃取的高氯酸盐，所述高氯酸盐与所述锂离 子物质的量之比为不高于3:1。
2. 根据权利要求1所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述高氯酸盐与所述锂离子 物质的量之比0.5?3:1。
3. 根据权利要求1所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述离子液体与所述磷酸三 丁酯的体积比不高于2:3。
4. 根据权利要求3所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述离子液体与所述磷酸三 丁酯的体积比为0.2?0.5:1。
5. 根据权利要求1或2所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述离子液体为咪唑盐。
6. 根据权利要求5所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述离子液体为咪唑磷酸盐。
7. 根据权利要求6所述锂离子的萃取体系，其特征在于，所述离子液体为1- 丁 基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟 磷酸盐中的至少一种。
【文档编号】C22B26/12GK104232897SQ201410478375
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】景燕, 石成龙, 贾永忠, 姚颖, 孙进贺, 谢绍雷 申请人:中国科学院青海盐湖研究所