本发明涉及锂离子的提取,尤其是一种从含锂卤水中提取锂的萃取体系及萃取方法。
背景技术:
1、tbp(磷酸三丁酯)在fecl3存在下可以有效萃取li,实现对li+的选择性萃取,并与大量的其他诸如mg2+,ca2+,na+,k+等金属离子分离。该萃取技术成功应用于从中国青海地区盐湖提钾后的浓缩卤水中高效提取锂。该萃取体系在实际应用中,fe3+在有机相中的固定困难,fe3+进入萃余液,后续处理困难,往往需要高浓度酸反萃。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种在含锂卤水中提取锂的复合萃取体系及萃取方法,并且提高萃取率,减少反萃过程中酸的用量和萃余液中fe3+损失量。
2、为了解决至少其中任意一个以上述技术问题,本发明提供的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,复合萃取体系负载有10g/l-15g/l的fe3+,复合萃取体系以体积百分比计包括:50%-80%的萃取剂a、5%-20%的萃取剂b,余量为稀释剂;其中,萃取剂a为中性膦类萃取剂,萃取剂b为羟肟酸类萃取剂;其中,含锂卤水中的锂离子浓度为0.5g/l-5g/l;其中,羟肟酸类萃取剂包括辛基异羟肟酸、十二碳异羟肟酸、苯羟肟酸、水杨基羟肟酸、4-(叔丁基)-苯并异羟肟酸中的任意一种或至少两种的组合。
3、可选的,羟肟酸类萃取剂为大分子非水溶性羟肟酸类萃取剂,优选为辛基异羟肟酸、十二碳异羟肟酸、苯羟肟酸、水杨基羟肟酸、4-(叔丁基)-苯并异羟肟酸中的任意一种或至少两种的组合。大分子非水溶性羟肟酸类萃取剂指的是c7-c22的羟肟酸类,例如c8的羟肟酸类等等。
4、可选的,中性膦类萃取剂包括磷酸三丁酯、磷酸三仲丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三异戊酯、甲基磷酸二甲庚酯、磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯中的一种或至少两种的组合。
5、可选的,稀释剂包括大分子醇、酯类化合物、脂肪烃或煤油中任意一种或至少两种的组合,其中,大分子醇为c8-c22的醇类。
6、可选的,酯类化合物为c7-c18的酯类化合物,c7-c18的酯类化合物包括异壬酸异壬酯、异辛酸异辛酯、异戊酸异戊酯或乙酸戊酯中任意一种或至少两种的组合。
7、可选的,大分子醇为c8-c22的饱和脂肪醇,c8-c22的饱和脂肪醇包括辛醇、异癸醇、异十三醇、异十六醇、2-辛基十二烷醇中任意一种或至少两种的组合。
8、本申请的另一个方面还提供了一种从含锂卤水中提取锂的萃取方法,包括以下步骤:
9、s1:将含锂卤水与任意一个如上所述的复合萃取体系混合萃取,得到负载有机相;
10、s2:将负载有机相与洗涤液混合洗涤,得到洗涤后的有机相;
11、s3:将洗涤后的有机相进行反萃,得到licl富集反萃液,之后处理得到li产品;
12、其中,含锂卤水中的锂离子浓度为0.5g/l-5g/l。
13、可选的,s1步骤中,含锂卤水中的锂离子浓度不低于0.5g/l,s1步骤中含锂卤水与复合萃取体系的混合物中铁离子和锂离子的摩尔比为(1.6):1,进一步可选为(1.5-5):1,优选为(2-4):1,这里的铁离子主要来源于复合萃取体系中。
14、可选的,s1步骤之前还包括将含锂卤水和复合萃取体系的混合液的整体的ph保持在0<ph≤1,优选为0.5<ph≤1。
15、可选的,步骤s1中萃取的有机相(复合萃取体系),和水相(卤水)的体积比为(1-5):(1-5)。
16、可选的,步骤s1中萃取采用多级逆流方式,萃取级数为3-7级。
17、可选的,步骤s2所述洗涤液包括水和/或licl溶液;
18、可选的,所述licl溶液由步骤s3所述licl富集反萃液分流得到,分流量占licl富集反萃液的50%-80%,以体积百分比计;
19、可选的,步骤s2所述负载有机相与洗涤液混合洗涤中,有机相和水相的体积比为(5-30):1;
20、可选的,步骤s2所述洗涤采用多级逆流方式,洗涤级数为3-7级。
21、可选的,步骤s3所述反萃所用的试剂为水和/或酸溶液;
22、可选的,所述反萃所用的酸溶液的浓度为0.01mol/l-1mol/l;
23、可选的,步骤s3所述反萃中,有机相和水相的体积比为(10-30):1;
24、可选的,步骤s3所述反萃采用多级逆流方式,反萃级数为5-10级。
25、可选的,步骤s3所述处理包括浓缩结晶或与碳酸盐混合沉淀。
26、可选的,所述浓缩结晶的温度为80-110℃。
27、综上,本发明采用一种大分子羟肟酸强化剂,由于大分子羟肟酸强化剂与诸如像tbp的中性膦类萃取剂之间协同萃取fe3+,强化了li的萃取效果,在cl-浓度下>150g/l下,尤其是cl-浓度在150g/l-300g/l的环境下,li仍具有好的萃取效果,单级萃取率在40%—80%以上,而且,反萃时所需要的酸浓度较低,为0.01mol/l-1mol/l。
28、同时,fe3+能够很好地稳定在有机相中循环,水相排放的fe<0.01g/l(也就是萃余液中fe<10ppm)。该技术能够适应大部分的盐湖锂资源(浓缩卤水或原卤),锂提取效率高(萃取率>70%,甚至是85%以上),并且运行成本低,投资小,具有明显技术优势。
1.一种从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述复合萃取体系负载有10g/l-15g/l的fe3+,所述复合萃取体系以体积百分比计包括:
2.根据权利要求1所述的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述羟肟酸类萃取剂为大分子非水溶性羟肟酸类萃取剂。
3.根据权利要求2所述的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述中性膦类萃取剂包括磷酸三丁酯、磷酸三仲丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三异戊酯、甲基磷酸二甲庚酯、磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯中的一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1或2或3所述的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述稀释剂包括大分子醇、酯类化合物、脂肪烃或煤油中任意一种或至少两种的组合,其中,所述大分子醇为c8-c22的醇类。
5.根据权利要求4所述的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述酯类化合物为c7-c18的酯类化合物,所述c7-c18的酯类化合物包括异壬酸异壬酯、异辛酸异辛酯、异戊酸异戊酯或乙酸戊酯中任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求4所述的从含锂卤水中提取锂的复合萃取体系,其特征在于,所述大分子醇为c8-c22的饱和脂肪醇,所述c8-c22的饱和脂肪醇包括辛醇、异癸醇、异十三醇、异十六醇、2-辛基十二烷醇中任意一种或至少两种的组合。
7.一种从含锂卤水中提取锂的萃取方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的从含锂卤水中提取锂的萃取方法,其特征在于,所述s1步骤中,所述含锂卤水中的锂离子浓度不低于0.5g/l,所述s1步骤中含锂卤水与复合萃取体系的混合物中铁离子和锂离子的摩尔比为(1-6):1。
9.根据权利要求7或8所述的从含锂卤水中提取锂的萃取方法,其特征在于,所述s1步骤之前还包括将含锂卤水和复合萃取体系的混合液的整体ph调整至0<ph≤1。
10.根据权利要求7所述的从含锂卤水中提取锂的萃取方法,其特征在于,所述步骤s1中萃取的有机相和水相的体积比为(1-5):(1-5)。