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锂是自然界中最轻的金属,在各个领域都有着举足轻重的地位,其中与我们生活联系最为密切的要数锂离子电池。随着目前化石燃料的逐渐枯竭,电力驱动和混合动力驱动汽车取代燃油汽车的节奏也逐渐加快,使得锂的需求量急速增加。盐湖卤水中锂离子含量丰富,从卤水中提锂逐渐变成锂资源获得的主要途径。我国大部分盐湖具有高镁锂比的特点,而镁离子和锂离子的性质相似,从高镁锂比盐湖中高选择性地提取锂离子是目前研究的重点。在现有的盐湖提锂方法中,液液萃取法因其能耗低、提取效率和锂镁分离因子高、操作简便等优点,被认为是最有潜力实现工业化的方法之一。最常用的萃取体系是由磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂,三氯化铁(FeCl3)作共萃剂的体系,此体系通常使用煤油或酮类化合物,如甲基异丁基酮(MIBK)作为稀释剂,前者为非极性稀释剂,萃取过程中容易产生第三相;而后者虽能有效消除第三相的产生,但由于大部分酮类化合物闪点低、挥发性强,在工业生产中易带来安全隐患。而共萃剂FeCl3需要与大量Cl-通过可逆反应生产FeCl4-络阴离子才能发挥共萃作用。为防止共萃剂的损失,整个萃取工艺流程中所有的水相溶液均需含有一定浓度的氯离子,不仅大大限制了洗涤剂、反萃剂和再生剂的选择范围,同时使得这种萃取工艺仅适用于高氯型盐湖卤水提锂,且反萃及再生工艺常常需要加入大量强酸强碱,对设备和操作工人构成潜在的危害。为了解决TBP-FeCl3萃取体系稀释剂的问题,本文开发了一种新稀释剂和一条新共萃工艺,选取丁二酸二乙酯为稀释剂,考察了 TBP体积百分数、Fe/Li摩尔比、O/A相比等因素对提锂效果的影响,结果显示锂离子的单级萃取率和锂镁分离因子分别可达到65%和350,且在整个萃取工艺流程中没有第三相产生。将HCl+MgCl2和HCl+NaCl分别用作洗涤剂和反萃剂,考察了洗涤和反萃效果。然后分别将Mg(OH)2和MgCO3用作再生剂来再生有机相,再生后的有机相再用于萃取提锂,整个萃取工艺流程进行十次循环,锂离子的萃取率均保持在53%左右,证明了所选用的萃取体系具有良好的稳定性和重复使用性。新工艺流程使用萃余液中的MgCl2作为氯源,达到了资源最大化利用的目的。为了解决TBP-FeCl3萃取体系共萃剂FeCl3的问题,本文将1-甲基咪唑(1-Mmim)和硅钨酸(H4SiW12O40)反应合成了 1-甲基咪唑硅钨酸离子液体([Mmim]4SiW12O40)用作共萃剂取代FeCl3用于共萃提锂。TBP和优选出的丙位庚内酯分别作为萃取剂和稀释剂,进行萃取条件的优化,结果显示锂离子单级萃取率、锂镁分离因子和锂钾分离因子分别约为60%、40和190。洗涤、反萃和再生过程分别使用了两种不同的工艺:一种是将HCl作为反萃剂,反萃后的水相中只含有HCl和LiCl,此时可将部分反萃液作为洗涤剂洗涤掉萃取工段后有机相中负载的Mg2+、Na+和K+,取得了较好的洗涤效果,此工艺过程中的创新之处是只需向体系中加入HCl,不需另外加入其它药品,极大地降低了生产成本;另一种工艺是采用NaCl+LiCl为洗涤剂,Na2CO3同时作为反萃和再生剂,极大地缩短了工艺过程,且不需加入强酸强碱,更加绿色环保。上述两种萃取体系均经过十次循环使用后萃取效率没有明显下降,证明此所选用的两种萃取体系较为稳定,且适用于所有类型含锂水溶液提锂,极大扩展了适用范围。