鋰萃取劑

發(fā)布時間：

2024-11-01

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鋰是目前已知的最輕的金屬元素，被廣泛應(yīng)用于航空、醫(yī)藥、制冷、電子等多個領(lǐng)域。近年來,隨著鋰電動汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，使得鋰資源的市場需求和戰(zhàn)略儲備地位大大提升。目前，從鹽湖鹵水中提取鋰資源的方法主要有碳酸鹽沉淀法、電滲析法、煅燒法、吸附法、溶劑萃取法等。其中溶劑萃取法的工藝較成熟、可靠,具有操作簡單、易連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于貴金屬石油化工、同位素分離等工業(yè)領(lǐng)域。鹽湖鹵水提鋰萃取劑主要分為醇+酮類、有機磷類、季胺鹽-偶氮離子螯合-締合類、冠醚類、離子液體類等。

（1）醇+酮類

醇+酮類萃取劑是較早用于鹽湖提鋰的萃取劑。常用于鹽湖鹵水提鋰的醇+酮類萃取劑主要有丙醇、丁醇、苯甲酰三氟丙酮(HBTA)、甲基異丁基酮(MIBK)、環(huán)已酮等，它們的分子結(jié)構(gòu)中都含有羥基或羰基等Li⁺配位基團，分子結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 醇+酮類鋰萃取劑結(jié)構(gòu)圖

（2）有機磷類

常用于鹽湖鹵水提鋰的有機磷類萃取劑主要有二(2-乙基已基)磷酸(D2EHPA)、磷酸三丁酯(TBP)、三辛基氧化膦(TOPO)等,它們的分子結(jié)構(gòu)中均含有P=O官能團與Li⁺進行絡(luò)合化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2所示。

圖2 有機磷類鋰萃取劑結(jié)構(gòu)圖

（3）季胺鹽-偶氮離子螯合-締合類

常用于鹽湖鹵水提鋰的季胺鹽-偶氨離子熬合-締合類萃取劑主要有N,N-二(2-乙基已基)-3-丁酮乙酰胺(NB2EHOTA)、N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)、N,N-二(2-乙基已基)乙酰胺(N523)等,它們的分子結(jié)構(gòu)中含有的酰胺鍵能夠起到結(jié)合Li⁺的作用,分子結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 季胺鹽-偶氮離子螯合-締合類鋰萃取劑結(jié)構(gòu)圖

（4）冠醚類

常用于鹽湖鹵水提鋰研究的冠醚類萃取劑主要有苯并-12-冠-4(B12C4)、二苯并-14-冠-4(DB14C4)、苯并-15-冠-5(B15C5)以及螺吡喃功能化氮雜12-冠-4等,根據(jù)冠醚環(huán)的大小不同而與不同的堿金屬離子絡(luò)合,分子結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 冠醚類鋰萃取劑結(jié)構(gòu)圖

（5）離子液體類

離子液體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有低揮發(fā)性、不可燃性、可調(diào)黏度和可忽略的蒸汽壓的特點,可作為萃取分離過程的綠色溶劑。常用于鹽湖鹵水提鋰的離子液體類萃取劑主要是咪唑類六氟磷酸鹽[C_nmim][PF₆]、咪唑類雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺[C_nmim][NTf₂])、四丁基銨雙(2-乙基已基)-磷酸鹽[N₄₄₄₄][DEHP]、雙(2-乙基已基)-磷酸四辛基銨[N₈₈₈₈][DEHP]等,結(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示。