一種鋰離子的萃取體系的製作方法
2023-12-08 07:37:36
一種鋰離子的萃取體系的製作方法
【專利摘要】本發明涉及萃取【技術領域】，尤其是一種鋰離子的萃取體系，其包括：萃取劑，用於對含鋰離子的水相進行鋰離子萃取分離，所述萃取劑包括磷酸三丁酯和離子液體，所述離子液體與所述磷酸三丁酯的體積比不高於1:1；以及用於添加至含鋰離子的萃取原液中並促進萃取的高氯酸鹽，所述高氯酸鹽與所述鋰離子物質的量之比為0.5～3：1。本發明既避免傳統有機溶劑所帶來的環境汙染，降低因揮發造成的溶損，還能克服有機相與水相難以分離的問題，具有良好的應用前景。
【專利說明】一種鋰離子的萃取體系
【技術領域】
[0001]本發明涉及萃取【技術領域】，尤其是對鹽湖滷水中鋰離子的萃取分離技術及其萃取 劑的改進。
【背景技術】
[0002]鋰不僅在國防工業中有著重要應用，它在國民經濟中的重要性也日益彰顯，特別 是在能源領域：sLi和7Li分別是未來核聚變反應堆的燃料和核裂變反應所用的重要材料； 它作為電池材料的需求也日益增長。因此，鋰有"21世紀的能源金屬，，之稱。國內外對鋰的 需求量持續增長，因此對鋰資源的研究和開發利用迫在眉睫。
[0003]鹽湖滷水是鋰的重要來源。我國具有豐富的鹽湖滷水鋰資源，其蘊藏量居世界前 列。但是，鹽湖滷水中含有多種金屬離子，因此如何從中分離提取鋰是需要研究的重要課 題。
[0004]目前鹽湖滷水提鋰技術方法主要有蒸髮結晶分離法、鹽析法、選擇性半透膜法、沉 澱法、溶劑萃取法、離子交換法等。其中，溶劑萃取法是從低品位滷水中提取鋰較為有效的 方法，該法能實現對目標離子的高效選擇，尤其對高鎂鋰比的鹽湖滷水提鋰效果較好。目前 所採用的萃取劑多為含磷有機萃取劑、胺類萃取劑、雙酮、冠醚及混合萃取劑，其中研究較 多的為含磷有機萃取劑。通常的萃取體系是以磷酸三丁酯（TBP)為萃取劑，三氯化鐵為協 萃取劑，磺化煤油為稀釋劑。以磷酸三丁酯為萃取劑萃取鋰的方法其萃取率高（鋰的總回 收率在90 %左右），工藝流程簡單，有著很廣闊的應用前景。
[0005] 離子液體（IL)具有一些獨特性質：（1)幾乎沒有蒸氣壓，不揮發，不易燃，不易氧 化，可調的粘度；（2)離子液體是許多有機物、有機金屬化合物、無機化合物，甚至高分子材 料的良好溶劑，能夠提供一個非水、極性可調的兩相體系，在化學分離過程中可作為一個水 的非共溶相使用；(3)對水和空氣穩定，便於操作處理，易於回收。離子液體綠色環保無汙 染，又可重複利用，可以應用於萃取分離方面。
[0006] 利用溶劑萃取法從鹽湖滷水體系中萃取鋰時，通常採用的萃取體系是以磷酸三丁 酯（TBP)、三氯化鐵和磺化煤油組成，但這種方法的缺點在於在操作的過程中，作為協萃劑 的三氯化鐵較易發生乳化，造成了萃取體系中水相與有機相的分離困難。
【發明內容】
[0007] 為克服現有技術的不足，本發明提供一種鋰離子的萃取體系，其包括：
[0008] 萃取劑，用於對含鋰離子的水相進行鋰離子萃取分離，所述萃取劑包括磷酸三丁 酯和離子液體，所述離子液體與所述磷酸三丁酯的體積比不高於1:1 ;以及，
[0009] 用於添加至含鋰離子的萃取原液中並促進萃取的高氯酸鹽，所述高氯酸鹽與所述 鋰離子物質的量之比為不高於3 :1。
[0010] 進一步地，所述高氯酸鹽與所述鋰離子物質的量之比為〇· 5?3 :1。
[0011] 進一步地，所述離子液體與所述磷酸三丁酯的體積比不高於2:3。
[0012] 進一步地，所述離子液體與所述磷酸三丁酯的體積比為〇. 2?0· 5:1。
[0013] 進一步地，所述離子液體為咪唑鹽。
[0014] 進一步地，所述離子液體為咪唑磷酸鹽。
[0015] 進一步地，所述離子液體為1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-己基-3-甲基咪 唑六氟磷酸鹽、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中的至少一種。
[0016] 有益效果：本發明採用疏水性的咪唑類離子液體替代傳統易揮發性的溶劑，與 TBP、配合共萃劑高氯酸鹽組成萃取體系，既避免傳統有機溶劑所帶來的環境汙染，降低因 揮發造成的溶損，還能克服有機相與水相難以分離的問題，具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1
[0018] 本發明提供一種鋰離子的萃取體系，包括萃取劑和共萃劑。
[0019] 其中，萃取劑是用於對含鋰離子的水相進行鋰離子萃取分離，其包括磷酸三丁酯 和離子液體，所述離子液體與所述磷酸三丁酯（TBP)的體積比不高於1:1。由於室溫下離子 液體的粘度很大，若離子液體與TBP比例高於1:1，將對萃取後的分相以及萃取速度均有所 影響。
[0020] 協萃劑是用於添加至含鋰離子的萃取原液中並促進萃取的高氯酸鹽，所述高氯酸 鹽與所述鋰離子物質的量之比為〇· 5?3 :1。
[0021] 本發明的實施例中優選典型的咪唑類離子液體與TBP混合形成萃取體系，進行幾 組鋰離子萃取的平行對照實驗，以獲得較佳的萃取過程參數。下面介紹採用這種萃取體系 對鹽湖鋰離子進行萃取的過程。
[0022] 萃取溫度：室溫（約20°C )
[0023] 萃取原液：參見表1所示。
[0024] 表1鹽湖滷水（萃取原液）組成 [00251
【權利要求】
1. 一種鋰離子的萃取體系，其特徵在於，其包括： 萃取劑，用於對含鋰離子的水相進行鋰離子萃取分離，所述萃取劑包括磷酸三丁酯和 離子液體，所述離子液體與所述磷酸三丁酯的體積比不高於1:1 ;以及， 用於添加至含鋰離子的萃取原液中並促進萃取的高氯酸鹽，所述高氯酸鹽與所述鋰離 子物質的量之比為不高於3:1。
2. 根據權利要求1所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述高氯酸鹽與所述鋰離子 物質的量之比0.5?3:1。
3. 根據權利要求1所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述離子液體與所述磷酸三 丁酯的體積比不高於2:3。
4. 根據權利要求3所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述離子液體與所述磷酸三 丁酯的體積比為0.2?0.5:1。
5. 根據權利要求1或2所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述離子液體為咪唑鹽。
6. 根據權利要求5所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述離子液體為咪唑磷酸鹽。
7. 根據權利要求6所述鋰離子的萃取體系，其特徵在於，所述離子液體為1- 丁 基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-辛基-3-甲基咪唑六氟 磷酸鹽中的至少一種。
【文檔編號】C22B26/12GK104232897SQ201410478375
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】景燕, 石成龍, 賈永忠, 姚穎, 孫進賀, 謝紹雷 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所