專利名稱：從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法
技術領域：
本發明涉及萃取化學、化工技術領域，尤其涉及一種從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法。
背景技術：
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發明“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 發明“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發明“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發明“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) 江南大學李在均發明“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發明“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發明的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。發明內容
針對現有技術中存在從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法成本過高而無法產業化的問題，本發明提供一種能降低生產成本的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法。
本發明提供一種從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其包括
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 ^ 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，本發明從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法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。
圖1是本發明從含鋰鹵水中提取鋰鹽的流程示意圖。
圖2是本發明中從LiCl溶液得到無水Li2CO3產品的流程示意圖。
圖3是本發明中從LiCl溶液得到無水LiCl產品的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
請參閱圖1，本發明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 = FeCl4
Li++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，除得到有機相LiFeCl4 · 2TBP之外，還得到水相的萃余液，其主要成分為堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者的混合物溶液。
步驟S3 :洗滌。采用稀鹽酸(HCl)對有機相LiFeCl4 -2TBP進行洗滌，洗去有機相 LiFeCl4 · 2TBP中夾帶的鹵水。洗滌條件鹽酸濃度=O. 05 2. O摩爾；相比=負載有機相體積/洗滌劑體積=1. O 20 ;反應時間=I 8分鐘。當然，若有機相LiFeCl4 ·2ΤΒΡ 中夾帶的鹵水較少，步驟S3可以省去。
步驟S4 :反萃。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2ΤΒΡ加入萃取劑濃鹽酸溶液進行反萃取，將負載有機相中的鋰反萃到水相中，得到HFeCl4 · 2ΤΒΡ(有機相)和LiCl (水相)。其原理為
LiFeCl4 · 2ΤΒΡ (有機相)+H+ (水相)=HFeCl4 · 2ΤΒΡ (有機相)+Li+ (水相)
反萃取條件為鹽酸濃度=2 10摩爾(mol/L);相比=負載有機相體積/鹽酸體積=1. O 20 ;反應時間=O. 2 12分鐘。
步驟S5 :洗酸。用去離子水對步驟S4中生成的有機相HFeCl4 · 2TBP進行洗滌。 經過濃鹽酸反萃過的有機相HFeCl4 ·2ΤΒΡ會夾帶一小部分游離酸。一方面，將游離酸用H2O 洗滌既可回收利用，又可減少轉相過程轉相劑的用量。若步驟S4中夾帶的游離酸含量較少，步驟S5可以省去。
步驟S6 :轉相。用堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或二者的混合物MCln溶液作為轉相劑對含氫離子的有機相HFeCl4 -2ΤΒΡ進行轉相，得到MFeCl4 -2ΤΒΡ (有機相)和HCl (水相)，使有機相恢復萃取能力。
其反應原理為
IiHFeCl4 · 2TBP (有機相)+MCln (水相)=M (FeCl4) η · 2TBP (有機相)+nHCl (水相)
轉相的反應條件為堿金屬氯化物或堿土金屬氯化物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。 恢復萃取能力的有機相M(FeCl4)n · 2TBP可進一步應用于步驟S2中作為萃取劑。步驟S6 中，可以采用步驟S2中的萃余液作為轉相劑。
步驟S7 :分離出水相LiCl溶液中的鹽酸。反萃取溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，用膜分離技術將大部分鹽酸分離。
步驟S8 :對水相的LiCl溶液進行處理，得到鋰鹽。
如圖2所示，如果制備碳酸鋰產品，將LiCl溶液中剩余少部分HCl用NaOH中和以及除去氯化鋰溶液中鎂和鐵等雜質。然后將溶液過濾，除去雜質得到精制氯化鋰溶液，在該溶液中加入碳酸鈉(Na2CO3)生成碳酸鋰(Li2CO3)產品，將其料漿進行過濾洗滌，并該濾餅去水烘干即為碳酸鋰(Li2CO3)產品，其Li2CO3純度彡99%，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90%。
如圖3所示，如果制備氯化鋰產品，將LiCl溶液中剩余少部分HCl用LiOH中和以及除去氯化鋰溶液中鎂和鐵。然后將溶液蒸發至干，用水浸取分離硼鎂渣，在水浸時加入氯化鋇(BaCl2)溶液可除去硫酸根離子，將水浸溶液過濾，除去雜質得到精制氯化鋰溶液。將該溶液蒸發至150°C去水烘干，并與250 280°C脫水，冷卻打散即為無水氯化鋰(LiCl)產品，其LiCl純度彡99%，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90%。
下面結合一些具體的實施例說明本發明從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法。
具體實施例1
在一分液漏斗中加入I份某鹽湖含鋰鹵水(Mg/Li = I 1630摩爾比，氫離子濃度=O. 01 O. 10摩爾濃度)，加入一定量的FeCl3(在鹵水中濃度至O. 05 3. OmoI/L)作為共萃劑，搖動使之溶解。加入I 3份萃取劑(相比0/A= I 3)，磷酸三丁酯萃取劑在有機相中的含量40 100% (V%)，振蕩小于10分鐘進行萃取。振蕩結束后，靜止分層及分相。通過多級逆流萃取或分餾萃取工藝可獲得Li的萃取率大于97%。經萃取后的含鋰有機相LiFeCl4 · 2TBP按照洗滌條件加入稀鹽酸(H+濃度=O. 05 2. OmoI/L))除去夾帶部分雜質。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2TBP按照反萃取條件加入濃鹽酸(H+濃度=2 10 摩爾mol/L)溶液進行反萃取，得到水相LiCl和有機相HFeCl4 · 2TBP。
反萃取后得到的水相LiCl溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、 硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，蒸發濃縮反萃溶液或者用膜分離技術將大部分鹽酸分離。剩余少部分HCl用LiOH中和以及除去氯化鋰溶液中鎂和鐵。然后將溶液蒸發至干，用水浸取分離硼鎂渣，在水浸時加入氯化鋇(BaCl2)溶液可除去硫酸根離子，將水浸溶液過濾，除去雜質得到精制LiCl溶液。將該溶液蒸發至150°C去水烘干，并于250 280°C脫水，冷卻打散即為無水氯化鋰產品，其LiCl純度彡99 %，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90 %。
反萃取后得到的有機相HFeCl4 · 2TBP中的游離酸用去離子水洗滌，回收鹽酸。含氫離子的有機相HFeCl4 · 2TBP用堿土金屬氯化物溶液，即MgCl2溶液(MgCl2濃度=4 IOmoI/L)對有機相進行轉相，得到有機相Mg(FeCl4)2 · 2TBP，使有機相恢復萃取能力，有機相 Mg(FeCl4)2 · 2TBP 循環使用。
具體實施例2
在一分液漏斗中加入I份某鹽湖含鋰鹵水(Mg/Li = I 1630摩爾比，氫離子濃度=O. 01 O. 10摩爾濃度)，加入一定量的FeCl3(在鹵水中濃度至O. 05-3. Omol/L)作為共萃劑，搖動使之溶解。加入I 3份萃取劑(相比0/A = I 3)，磷酸三丁酯萃取劑在有機相中的含量40 100% (V%)，振蕩小于10分鐘進行萃取。振蕩結束后，靜止分層及分相。通過多級逆流萃取或分餾萃取工藝可獲得Li的萃取率大于97%。經萃取后的含鋰有機相LiFeCl4 · 2TBP按照洗滌條件加入稀鹽酸(H+濃度=O. 05 2. Omol/L))除去夾帶部分雜質。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2TBP按照反萃取條件加入濃鹽酸(H+濃度=2 10 摩爾mol/L)溶液進行反萃取，得到水相LiCl和有機相HFeCl4 · 2TBP。
反萃取后得到的水相LiCl溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、 硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，蒸發濃縮反萃溶液或者用膜分離技術將大部分鹽酸分離。剩余少部分HCl用LiOH中和以及除去氯化鋰溶液中鎂和鐵。然后將溶液蒸發至干，用水浸取分離硼鎂渣，在水浸時加入氯化鋇(BaCl2)溶液可除去硫酸根離子，將水浸溶液過濾，除去雜質得到精制LiCl溶液。將該溶液蒸發至150°C去水烘干，并與250 280°C脫水，冷卻打散即為無水氯化鋰產品，其LiCl純度彡99 %，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90 %。
反萃取后得到的有機相HFeCl4 · 2TBP中的游離酸用去離子水洗滌，回收鹽酸。含氫離子的有機相HFeCl4 · 2TBP用堿土金屬氯化物溶液，即CaCl2溶液(CaCl2濃度=4 12mol /L)對有機相進行轉相，得到有機相Ca(FeCl4)2 · 2TBP，使有機相恢復萃取能力，有機相 Ca(FeCl4)2 · 2TBP 循環使用。
具體實施例3
在一分液漏斗中加入I份某鹽湖含鋰鹵水(Mg/Li = I 1630摩爾比，氫離子濃度=0.01 O. 10摩爾濃度)，加入一定量的FeCl3(在鹵水中濃度至0. 05-3. 0mol/L)作為共萃劑，搖動使之溶解。加入I 3份萃取劑(相比0/A = I 3)，磷酸三丁酯萃取劑在有機相中的含量40 100% (V%)，振蕩小于10分鐘進行萃取。振蕩結束后，靜止分層及分相。通過多級逆流萃取或分餾萃取工藝可獲得Li的萃取率大于97%。經萃取后的含鋰有機相LiFeCl4 · 2TBP按照洗滌條件加入稀鹽酸(H+濃度=0. 05 2. 0mol/L))除去夾帶部分雜質。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2TBP按照反萃取條件加入濃鹽酸(H+濃度=2 10 摩爾mol/L)溶液進行反萃取，得到水相LiCl和有機相HFeCl4 · 2TBP。
反萃取后得到的水相LiCl溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、 硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，蒸發濃縮反萃溶液或者用膜分離技術將大部分鹽酸分離。剩余少部分HCl用NaOH中和以及除去LiCl溶液中鎂和鐵等雜質。然后將溶液過濾，除去雜質得到精制LiCl溶液，在該溶液中加入碳酸鈉(Na2CO3)生成碳酸鋰(Li2CO3)產品，將其料漿進行過濾洗滌，并將濾餅去水烘干即為碳酸鋰(Li2CO3)產品，其Li2CO3純度> 99%，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90%。
有機相HFeCl4 · 2TBP中的游離酸用去離子水洗滌，回收鹽酸。含氫離子的有機相 HFeCl4 -2TBP用堿金屬氯化物溶液，即NaCl溶液(NaCl濃度=4 6mol/L)對有機相進行轉相，得到有機相NaFeCl4 -2TBP,使有機相恢復萃取能力，有機相NaFeCl4 -2TBP循環使用。
具體實施例4
在一分液漏斗中加入I份某鹽湖含鋰鹵水(Mg/Li = I 1630摩爾比，氫離子濃度=O. 01 O. 10摩爾濃度)，加入一定量的FeCl3 (在鹵水中濃度至O. 05-3. Omol/L)作為共萃劑，搖動使之溶解。加入I 3份萃取劑(相比0/A = I 3)，磷酸三丁酯萃取劑在有機相中的含量40 100% (V%)，振蕩小于10分鐘進行萃取。振蕩結束后，靜止分層及分相。通過多級逆流萃取或分餾萃取工藝可獲得Li的萃取率大于97%。經萃取后的含鋰有機相LiFeCl4 · 2TBP按照洗滌條件加入稀鹽酸(H+濃度=O. 05 2. Omol/L))除去夾帶部分雜質。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2TBP按照反萃取條件加入濃鹽酸(H+濃度=2 10 摩爾mol/L)溶液進行反萃取，得到水相LiCl和有機相HFeCl4 · 2TBP。
反萃取后得到的水相LiCl溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、 硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，蒸發濃縮反萃溶液或者用膜分離技術將大部分鹽酸分離。剩余少部分HCl用NaOH中和以及除去LiCl溶液中鎂和鐵等雜質。然后將溶液過濾，除去雜質得到精制LiCl溶液，在該溶液中加入碳酸鈉(Na2CO3)生成碳酸鋰(Li2CO3)產品，將其料漿進行過濾洗滌，并將濾餅去水烘干即為碳酸鋰(Li2CO3)產品，其Li2CO3純度> 99%，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90%。
反萃取后得到的有機相HFeCl4 · 2TBP中的游離酸用去離子水洗滌，回收鹽酸。含氫離子的有機相HFeCl4 -2TBP用堿金屬氯化物溶液，即KCl溶液(KCl濃度=4mol/L)對有機相進行轉相，得到有機相KFeCl4 · 2TBP，使有機相恢復萃取能力，有機相KFeCl4 · 2TBP循環使用。
具體實施例5
在一分液漏斗中加入I份某鹽湖含鋰鹵水(Mg/Li = I 1630摩爾比，氫離子濃度=0.01 O. 10摩爾濃度)， 加入一定量的FeCl3(在鹵水中濃度至0. 05-3. 0mol/L)作為共萃劑，搖動使之溶解。加入I 3份萃取劑(相比0/A = I 3)，磷酸三丁酯萃取劑在有機相中的含量40 100% (V%)，振蕩小于10分鐘進行萃取。振蕩結束后，靜止分層及分相。通過多級逆流萃取或分餾萃取工藝可獲得Li的萃取率大于97%。經萃取后的含鋰有機相LiFeCl4 · 2TBP按照洗滌條件加入稀鹽酸(H+濃度=0. 05 2. 0mol/L))除去夾帶部分雜質。經洗滌后有機相LiFeCl4 · 2TBP按照反萃取條件加入濃鹽酸(H+濃度=2 10 摩爾mol/L)溶液進行反萃取，得到水相LiCl和有機相HFeCl4 · 2TBP。
反萃取后得到的水相LiCl溶液中存在少量的雜質，其主要組成為有機物、硼、鎂、 硫酸根、鹽酸、微量鐵等雜質，蒸發濃縮反萃溶液或者用膜分離技術將大部分鹽酸分離。剩余少部分HCl用NaOH中和以及除去LiCl溶液中鎂和鐵等雜質。然后將溶液過濾，除去雜質得到精制LiCl溶液，在該溶液中加入碳酸鈉(Na2CO3)生成碳酸鋰(Li2CO3)產品，將其料漿進行過濾洗滌，并將濾餅去水烘干即為碳酸鋰(Li2CO3)產品，其Li2CO3純度> 99%，從原料含鋰鹵水至產品，鋰總回收率彡90%。
反萃取后得到的有機相HFeCl4 · 2TBP中的游離酸用去離子水洗滌，回收鹽酸。含氫離子的有機相HFeCl4 · 2TBP用萃余液(其中MgCl24 10mol/L, NaCl 0. 01 3mol/L, KCl 0. 01 2mol/L)對有機相進行轉相，得到有機相M(FeCl4)n · 2TBP，使有機相恢復萃取能力，有機相M (FeCl4) η · 2TBP循環使用。
在本發明中，作為轉相劑的堿金屬氯化物不限于NaCl、KC1，其它的堿金屬氯化物如RuCl、CeCl、FrCl也可用作轉相劑；堿土金屬氯化物不限于MgCl2、CaCl2，其它的堿土金屬氯化物如BeCl2、StCl2、BaCl2和RaCl2也可用作轉相劑。由于Na、K、Mg、Ca、Ba在自然界中的含量較高，獲取成本較低，因此，優選的，采用NaCl、KCl、MgCl2, CaCl2, BaCl2中的一種或多種作為轉相劑。
相較于現有技術，本發明從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法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。
以上僅為本發明的優選實施案例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一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 ^ 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。
2.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，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。
3.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，所述轉相劑 MClnS KC1、NaCl、CaCl2、MgCl2、BaCl2 中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，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。
5.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，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。
6.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，在所述反萃步驟和轉相步驟之間，進一步包括一洗酸步驟，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。
7.根據權利要求1所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，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。
8.根據權利要求7所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，采用膜分離技術從水相LiCl溶液中分離出鹽酸。
9.根據權利要求1或7所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，進一步包括對所述水相LiCl溶液進行處理得到鋰鹽的步驟。
10.根據權利要求9所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，將所述水相 LiCl溶液去除雜質并脫水得到無水LiCl產品。
11.根據權利要求9所述的從含鋰鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于，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。
全文摘要
本發明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。
文檔編號C01D15/04GK102992358SQ20121005532
公開日2013年3月27日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者李麗娟, 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