[发明专利]一种用于强酸性电解质溶液体系中锂的萃取方法

说明书

本发明提供一种用于强酸性电解质溶液体系中锂的萃取方法，其包括步骤：(1)有机相配制：有机相包括萃取剂和稀释剂，其中萃取剂为磷酸三丁酯(TBP)，稀释剂为二氯甲烷(DCM)，TBP和DCM的体积比为1～8:1。(2)水相配制：水相为LiCl‑AlCl₃‑CaCl₂‑H₂O体系，控制LiCl的浓度为50～500ppm，Li、Al、Ca摩尔比为1:20～60:5～20。(3)向水相中添加浓HCl，调节酸度为1～5M。(4)继续向水相中添加共萃剂FeCl₃·6H₂O，控制铁、锂摩尔比为1～6:1。(5)将步骤(1)得到的有机相与步骤(4)得到的水相按照体积比0.5～5:1混合，室温下搅拌3～20分钟后静置分离。采用本发明方法单次锂萃取率达60％以上。本发明解决了强酸性条件下锂萃取困难的问题，而且选择性好、操作简单、易于两相分离、成本低，可用于粉煤灰酸浸液中锂的萃取。

技术领域

本发明涉及碱金属提取，尤其涉及一种可用于粉煤灰酸浸液中分离锂的萃取体系，具体属于一种强酸性电解质溶液体系中提取锂的方法。

背景技术

锂在充电电池、热核聚变、医药、润滑脂、染料、粘合剂和电极焊接等众多技术中起着越来越大的作用，使得锂的需求量逐年上升。锂资源以矿物和溶解盐两种形式存在，然而矿产资源有限，人们更多关注利用液态锂资源。粉煤灰中含有较高含量的锂(约250-1400μg/g)，达到了工业品位。在粉煤灰中酸浸液提取铝、硅的基础上协同提取锂可以实现粉煤灰的高值化利用。

目前，提锂方法主要有沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法、膜分离等。其中，溶剂萃取法具有可连续操作、富集比高、产量高、设备简单、成本低和操作安全等优点而被广泛应用。专利CN106319244A报道了一种功能化离子液体萃取体系，所含酰胺基团可与锂相互作用，降低其他离子的干扰，在模拟盐湖卤水溶液中，萃取率大于60％。专利CN103710549A发明了一种从盐湖卤水高效萃取锂的方法，选用的共萃剂为憎水性离子液体。与三氯化铁相比，离子液体共萃剂不仅避免了铁离子带来的干扰，而且极大的降低了反萃取溶液的酸度，更重要的是提高了锂镁的分离系数，单级锂萃取率达80％以上。专利CN104404269A发明了一种萃取锂的萃取有机相，该方法以TBP和N,N-二(2-乙基己基)-3-丁酮乙酰胺为复合萃取剂，在酸浓度为0.5mol/L，锂浓度为1～3g/L的萃取条件下，锂萃取率为65.11％～89.24％，该萃取剂体系降低了高浓度TBP对萃取设备的腐蚀。专利CN104404268A发明了一种高镁锂比卤水提锂的新型共萃体系及其共萃方法，该发明由疏水性较强的咪唑类离子液体与TBP组成复合萃取剂，以六氟磷酸盐等为共萃剂，锂的萃取率高达96.49％，克服了现有技术因大量有机溶剂挥发而造成的环境污染问题。

上述报道主要针对盐湖卤水提锂，其萃取体系适用于中性或一般酸性体系(pH＝1～7)，更强酸度的体系中锂的萃取尚未见报道。粉煤灰酸浸液的酸度非常高，约3mol/L，而锂的浓度非常低，因此，急需开发一种适用于强酸性电解质溶液体系中锂的萃取体系及萃取方法，为粉煤灰酸法协同提取铝锂镓提供技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强酸性电解质溶液体系中提取锂的方法，为粉煤灰高值化利用提供新途径。

本发明提供的一种强酸性电解质溶液体系中提取锂的方法，包括以下步骤：

(1)有机相配制：有机相包括萃取剂和稀释剂，其中萃取剂为TBP，稀释剂为DCM，TBP和DCM的体积比为1～8:1。

(2)水相配制：水相为LiCl-AlCl₃-CaCl₂-H₂O体系(模拟粉煤灰酸浸液体系)，控制LiCl的浓度为50～500ppm，Li、Al、Ca摩尔比为1:20～60:5～20。

(3)向水相中添加浓HCl，调节酸度为1～5M。