從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法技術

本發明專利技術提供一種從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其包括：萃取步驟，向含鋰鹵水中加入共萃劑FeCl3、萃取劑磷酸三丁酯(TBP)，進行鋰的萃取，得到有機相LiFeCl4·2TBP和水相萃余液；反萃步驟，向有機相LiFeCl4·2TBP中加入鹽酸溶液進行反萃取，得到有機相HFeCl4·2TBP和水相LiCl；轉相步驟，用堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者的混合物MCln(n≥1)溶液作為轉相劑對含氫離子的有機相HFeCl4·2TBP進行轉相，得到有機相M(FeCl4)n·2TBP。本發明專利技術的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法可降低提取鋰鹽的生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及萃取化學、化工
，尤其涉及一種。
技術介紹
近年來，全球氣候急劇變化，石油儲量迅速減少，能源危機已經日益威脅到人類社會的穩定可持續發展。作為電能的儲存及運輸的載體，鋰被國際公認的優選品種，并且已成為減少化石能源消耗、保護環境的新世紀戰略金屬。目前，移動電話用碳酸鋰的需求量正以每年25%的速度增長。隨著大容量鋰電驅動的環保汽車一系列技術瓶頸的解決，電動車用鋰的需求將以空前的規模發展。全球鋰資源主要集中在玻利維亞、中國、智利、阿根廷、澳大利亞、美國等少數國家，并以鹽湖資源為主。因此，從鹽湖鹵水中提取鋰已成為當前各國爭奪能源戰略高地的重中之重。如何從鹽湖鹵水中低成本生產鋰鹽產品和提高鹽田鋰回收率，是各國開發商共同關注的熱門課題。溶劑萃取法和膜分離法是當前的兩個技術發展方向。截止目前，與用萃取法從鹽湖鹵水中提取鋰的工藝技術相關的專利及專利申請有(I) 1963年Goodenough Robert D專利技術“采用了尿素、酮類微萃取劑從碳酸鹽鹽湖中萃取鋰的方法”(US3306712A);⑵ 1974 年 Atomic Energy Commission 專利技術“以 β - 二酮和三辛基氧膦為萃取體系從天然鹵水中萃取鋰方法”(US3793433A)。(3) 1987年中國科學院青海鹽湖研究所黃師強等人專利技術“一種從含鋰鹵水中提取無水氯化鋰的方法”(CN1005145B)， 該方法以磷酸三丁酯(ΤΒΡ-磺化煤油-三氯化鐵(FeCl3)為萃取體系，萃取法從鹽湖鹵水中提取鋰。(4) 1990年Brown Patrick M專利技術“使用碳原子數從6到16的脂肪醇為有機溶劑從低硼鹵水中制備碳酸鋰的方法”(US5219550A) ； (5) 江南大學李在均專利技術“一種從鹽湖鹵水中提取鋰的方法”(CN101767804A)，該方法以TBP-離子液體-FeCl3為萃取體系，從鹽湖鹵水中的提取鋰；(6)中國科學院青海鹽湖研究所李海明專利技術“利用高鎂鋰比鹽湖鹵水制備碳酸鋰的方法”(CN101698488A)，該方法以TBP-CON-KS-FeCl3為體系，萃取法從鹽湖鹵水中提取鋰。以磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑的萃取體系十分適合我國高鎂鋰比的鹽湖鹵水中分離提取鋰。雖然，上世紀70年代由中科院青海鹽湖研究所專利技術的TBP-磺化煤油萃取體系有較好的萃取效果，并在“七·五”期間投資了 900萬元，在大柴旦鹽湖建設了年產50噸氯化鋰中試車間，40升萃取槽運轉中試結果鋰萃取率達98. 4%，330升萃取槽運轉，鋰萃取率達93%，鋰的總回收率大于86%，得到合格無水氯化鋰產品，其純度為99%。中試結果表明技術工藝可行，技術指標優良。但是，工藝中采用的是全酸全堿轉相，這就決定了此方法需要消耗大量的酸堿，并且對設備的耐酸堿性能要求很高。酸堿費用占整個鋰產品制造成本的60%以上，經濟指標過高，難以與國外同行競爭。整套工程化裝置存在著設備選型欠合理，工程化研究不充分，致使工藝流程過長、生產成本高，設備腐蝕嚴重，因而無法進一步實現產業化。TBP-離子液體-FeCl3萃取體系，從鹽湖鹵水中的提取鋰(CN101698488A)，該技術除了將稀釋劑磺化煤油更換為離子液體以外，其余全部參數套用的鹽湖所TBP-磺化煤油-三氯化鐵(FeCl3)體系。試驗僅僅處在小實驗階段，并且，由于離子液體是非常昂貴的藥劑，使用該藥劑進行產業化，產品成本會存在著瓶頸，經濟指標過高。
技術實現思路
針對現有技術中存在成本過高而無法產業化的問題，本專利技術提供一種能降低生產成本的。本專利技術提供一種，其包括一種，其特征在于包括萃取步驟，向含鋰鹵水中加入共萃劑FeCl3、萃取劑磷酸三丁酯(TBP)，進行鋰的萃取，得到有機相LiFeCl4 · 2TBP和水相萃余液；反萃步驟，向有機相LiFeCl4 · 2TBP中加入鹽酸溶液進行反萃取，得到有機相 HFeCl4 · 2TBP 和水相 LiCl ；轉相步驟，用堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者的混合物MCln(n ^ I)溶液作為轉相劑對含氫離子的有機相HFeCl4 · 2ΤΒΡ進行轉相，得到有機相M(FeCl4)n · 2ΤΒΡ。。優選的，所述萃取步驟中得到的水相萃余液進一步應用到所述轉相步驟中作為轉相劑。優選的，所述轉相劑MCln為KCl、NaCl、CaCl2, MgCl2、BaCl2中的一種或多種。優選的,所述轉相步驟中的反應條件為轉相劑MCln濃度=2-10摩爾(mol/L);相比=含氫有機相體積/轉相劑體積=O. 25-10 ;反應時間=O. 2-12分鐘。優選的，在所述萃取步驟和反萃步驟之間，進一步包括對所述萃取步驟中得到的有機相LiFeCl4 · 2TBP加入稀鹽酸除去雜質的洗滌步驟。優選的，在所述反萃步驟和轉相步驟之間，進一步包括洗酸步驟，用去離子水對所述反萃步驟中生成的有機相HFeCl4 · 2TBP進行洗滌。優選的，進一步包括從所述反萃步驟中到得的水相LiCl溶液中分離出鹽酸的步驟。優選的，采用膜分離技術從水相LiCl溶液中分離出鹽酸。優選的，進一步包括對所述水相LiCl溶液進行處理得到鋰鹽的步驟。優選的，將所述水相LiCl溶液去除雜質并脫水得到無水LiCl產品。優選的，向所述水相LiCl溶液中加入NaOH中和，加入Na2CO3沉淀、洗滌并脫水后得到 無水Li2CO3產品。相較于現有技術，本專利技術在轉相的過程中采用堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者混合物作為轉相劑來替代堿，在不消耗堿的前提下實現有機相的轉相，而且此種轉相劑在萃取鋰的過程中可以得到，降低了生產成本；另外，還避免Fe3+的水解，并且提聞了有機相的利用率。附圖說明圖1是本專利技術從含鋰鹵水中提取鋰鹽的流程示意圖。圖2是本專利技術中從LiCl溶液得到無水Li2CO3產品的流程示意圖。圖3是本專利技術中從LiCl溶液得到無水LiCl產品的流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的較佳實施例進行詳細闡述，以使本專利技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本專利技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1，本專利技術從含鋰鹵水中提取鋰鹽的步驟如下步驟S1:對含鋰鹵水進行預處理。利用自然能或燃料將含鋰鹵水濃縮至一定的濃度，分離析出鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽和部分硫酸鹽，其含鋰鹵水總氯離子濃度達到6mol/L以上。 如果含鋰鹵水中有硼存在，進行硼鋰分離。當然，對于已經過去雜質處理的含鋰鹵水來說， 步驟SI可以省去。步驟S2:萃取。在含鹵鋰水中加入共萃劑FeCl3，溶液中形成LiFeCl4，并加入萃取劑磷酸三丁酯(TBP)，進行鋰的萃取，得到LiFeCl4 ·2ΤΒΡ(有機相)。萃取的原理為 FeClg+CF = FeCl4Li++FeCl4>2TBP = LiFeCl4 · 2TBP (有機相) 在此步驟中，萃取劑為磷酸三丁酯(TBP)，并采用稀釋劑進行稀釋，形成有機相溶液，稀釋劑為(磺化煤油、航空汽油、芳香烴)；萃取條件為TBP濃度=40% 100%;相比 =萃取劑相體積/含鋰鹵水體積=1. O 5. O ;鐵鋰比=三氯化鐵的摩爾濃度/含鋰鹵水中鋰的摩爾濃度=O. 05 3. O ;含鋰鹵水的氫離子濃度=O. 01 O. 10摩爾濃度；反應時間=1512分鐘。步驟S2中，除得到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于包括：萃取步驟，向含鋰鹵水中加入共萃劑FeCl3、萃取劑磷酸三丁酯(TBP)，進行鋰的萃取，得到有機相LiFeCl4·2TBP和水相萃余液；反萃步驟，向有機相LiFeCl4·2TBP中加入鹽酸溶液進行反萃取，得到有機相HFeCl4·2TBP和水相LiCl；轉相步驟，用堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者的混合物MCln(n≥1)溶液作為轉相劑對含氫離子的有機相HFeCl4·2TBP進行轉相，得到有機相M(FeCl4)n·2TBP。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李麗娟，袁承業，張燕輝，賈旭宏，李晉峰，時東，聶鋒，宋富根，劉志啟，曾忠民，姬連敏，張波，
申請(專利權)人：中國科學院青海鹽湖研究所，中國科學院上海有機化學研究所，
類型：發明
國別省市：