[发明专利]一种三液相萃取同步分离盐湖卤水锂硼镁的方法

说明书

本发明涉及一种三液相萃取同步分离盐湖卤水锂硼镁的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将含有锂、硼和镁的盐湖卤水和成相盐混合，调节pH，得到混合溶液；(2)将含有硼萃取剂的水溶性高分子聚合物溶液与步骤(1)所述混合溶液混合后分相，得到双液相体系；(3)将有机萃取剂和离子液体的混合溶液与步骤(2)所述双液相体系混合后分相，得到三液相体系，锂、硼和镁分别独立地在所述三液相体系的上相、中相和下相富集。所述方法可实现盐湖卤水中锂、硼和镁的同步分离并富集锂和硼，且无需使用FeCl₃等协萃剂和挥发性有机溶剂作为有机相稀释剂，绿色环保。

技术领域

本发明属于分离技术领域，尤其涉及一种三液相萃取同步分离盐湖卤水锂硼镁的方法。

背景技术

锂和硼作为重要的战略物资，在新能源低碳经济和核工业战略发展中占据非常重要地位。随着锂离子电池、储能电子和核能的增速发展，国内外对锂和硼的需求量急剧增加。目前，国内80％左右锂资源赋存于盐湖卤水，另外，国内硼总储量(以B₂O₃计)也很丰富，主要分布在富硼矿石和盐湖卤水中，随着持续开采，硼镁矿储量迅速减少、品位下降，导致硼矿石资源严重不足。因此，从盐湖卤水中回收锂和硼资源对于满足我国战略经济发展需求和保障国家能源安全具有重要意义。

国内盐湖大多属于高镁锂比型，由于镁、锂性质极为相近，使得从高镁锂比盐湖卤水中提锂具有很大难度。根据锂品位、伴生离子种类及浓度等差异，目前盐湖提锂的方法主要有沉淀法、煅烧浸取法、膜分离法、吸附法、溶剂萃取法和电化学法等，其中，溶剂萃取法具有分离选择性高、成本低、操作简单、可连续化操作等优势，被认为是最有应用前景的盐湖卤水提锂方法之一。盐湖卤水提锂的萃取剂主要有有机磷类、季胺盐类、冠醚类和离子液体类等，其中，磷酸三丁酯(TBP)-FeCl₃-稀释剂是研究最为广泛和深入的一种萃取体系，该体系具有较高的萃取效率和选择性，但需要使用挥发性的有机溶剂作为稀释剂，且具有反萃酸度高、设备腐蚀严重、萃取剂损耗等问题，同时该萃取体系还需要预先进行卤水脱硼处理才能进行锂的萃取。

目前，盐湖卤水提硼的方法主要有酸化法、沉淀法、吸附法和溶剂萃取法等。其中，溶剂萃取法适用于硼含量2-18g/L的卤水体系，对溶液中硼含量限制较低，且其具有选择性高、操作简便和萃取剂可循环利用等优点，被广泛应用。目前常用的硼萃取剂主要有一元脂肪醇、二元脂肪醇、一元/二元混合醇、含羟基的芳香族化合物和含羟基的胺类化合物等，脂肪醇萃取剂具有萃取率高、来源广泛、价格便宜、易于工业化应用的优势，广泛应用在氯化物型和硫酸盐型盐湖提硼；一元醇中主要适用于高镁盐湖卤水提硼，但其需要的萃取级数较多；二元醇由于能与硼酸形成更加稳定的五元环或六元环硼酸酯，具有较一元醇更高的单级萃取率，但二元醇存在粘度大、溶损率高等问题。研究发现混合一元醇和/或二元醇可以提高萃取效率、降低萃取剂溶损率，例如混合正辛醇和异戊醇萃取硼，多级逆流萃取收率达99％以上；2-乙基-1,3-己二醇和异辛醇混合从高镁盐湖卤水中萃取硼，其萃取率远高于单独使用一元醇的萃取率。但是，上述混合脂肪醇提硼过程中没有考虑盐湖卤水中锂和镁的萃取分离问题。