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溶剂萃取法提锂的研究进展

朱华芳;高洁;郭亚飞;邓天龙

【摘要】总结了采用溶剂萃取法在盐湖卤水中提取锂资源的三类萃取剂:酸性萃取

剂、中性络合萃取剂和碱性萃取剂,分析了三类不同萃取剂在萃取锂工艺过程的优

缺点,指出了溶剂萃取法从高镁锂比的盐湖卤水中萃取提锂尚待攻克的技术难题.

【期刊名称】《广东微量元素科学》

【年(卷),期】2010(017)011

【总页数】6页(P25-30)

【关键词】溶剂萃取法;萃取剂;锂

【作者】朱华芳;高洁;郭亚飞;邓天龙

【作者单位】成都理工大学材料与化学化工学院,四川,成都,610059;中科院青海盐

湖研究所盐湖资源与化学重点实验室,青海,西宁,810008;中科院青海盐湖研究所盐

湖资源与化学重点实验室,青海,西宁,810008;成都理工大学材料与化学化工学院,四

川,成都,610059;天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程

学院,天津,300457;成都理工大学材料与化学化工学院,四川,成都,610059;中科院青

海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室,青海,西宁,810008;天津市海洋资源与化

学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津,300457

【正文语种】中文

【中图分类】TD865
锂是重要的稀有元素,被誉为“能源金属”和“推动世界前进的重要元素”。金属

锂及其化合物在电子、冶金、化工、医药、核能、宇航和能源等领域已得到广泛的

应用。我国已探明的锂资源总储量占世界第二位[1],仅次于玻利维亚,其中卤水资源

的储量居世界第三位,因而从盐湖卤水中提取锂资源成为我国开发锂资源的必然发

展趋势。但是我国的盐湖卤水锂资源主要分布在青海和西藏的盐湖中,其镁锂质量

比高达40～1800,迄今从高镁锂比盐湖卤水中提取锂资源仍存在一定的技术障碍

[2]。纵观从盐湖卤水中提锂的方法,主要有沉淀法、离子交换吸附法、碳化法、煅

烧浸取法、盐析法和溶剂萃取法等。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。溶剂萃取法提锂是利

用有机溶剂对锂的特殊萃取性能,达到提取锂的目的,其关键就是找到合适的萃取剂。

根据萃取锂反应机理分析,萃取剂可以分为三类:酸性萃取剂、中性络合萃取剂和碱

性萃取剂。本文主要针对溶剂萃取法分离高镁锂比盐湖卤水的三类萃取剂进行了归

纳总结,以期为探索萃取法提锂提供参考。

酸性萃取剂也称为阳离子萃取剂,主要分为三类:酸性含磷萃取剂、螯合萃取剂和羧

酸萃取剂。目前研究最多的是酸性含磷萃取剂和螯合萃取剂,其萃取机理为阳离子

交换反应,其具体反应式为:Mm++mHA→MA+mH+。

酸性含磷萃取剂是通过其结构中含有一个(或两个)氢键离子与水溶液中金属离子相

互交换而进行萃取。酸性含磷萃取剂被应用过的包括二(2-乙基己基)磷酸(P204

或D2EHPA)、2-乙基己基磷酸2-乙基己酯(MEHPA)和膦酸单(2-乙基己基)酯

(H2MEHP)等。BUKOWSKY等用二(2-乙基己基)磷酸从氯化锂溶液中分离钙和镁,

研究了反应时间、含量、pH、温度等工艺条件,当相比V(O)/V(A)=1∶3(O为有机

相,A为水相),Ca2+、Mg2+的萃取率高达99%,能够有效地与Li+分离。HANO

等用二(2-乙基己基)磷酸和2-乙基己基磷酸2-乙基己酯对碱金属和碱土金属的溶

剂萃取进行研究,测定了萃取平衡常数和有机相中每种金属络合物的组成,为了该改
善对锂的萃取效果,加入磷酸三丁酯(TBP),锂的萃取率由52%增加到88.3%,在该

萃取体系中加入TBP,增强了对锂的选择性。之后奥地利Graz技术大学研究表明,

二(2-乙基己基)磷酸是较好的锂萃取剂,但其在有机相中的负载很低。张桂平等[3]

提出利用溶剂萃取法从卤水中提取镁以降低镁锂离子的含量比,通过洗涤负载萃取

剂获得高纯的镁产品,然后对低镁锂离子含量比萃残液采用成熟技术获得锂产品的

方法,以二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)为萃取剂,煤油为稀释剂,对模拟盐湖卤水进

行了萃取实验研究,皂化后的D2EHPA对Mg2+和Li+具有较好的选择分离效

果,Li+有很好的洗涤效果,其脱除率可以到达100%。

针对我国盐湖卤水锂镁分离问题,近年有学者提出了采用溶剂萃取法从卤水中提取

镁以降低镁锂离子浓度比,获得高纯度镁产品,然后对低镁锂离子浓度比溶液采用成

熟技术获得锂产品。该思路提锂虽可行,但工艺需先萃取镁、再提锂,工序比较繁琐,

尤其是我国盐湖高镁锂比的特性,萃取镁需消耗机溶剂量甚大,目前仅停留于实验研

究阶段。

螯合萃取剂是一种多官能团的有机弱酸(HA),其结构中