CN107447116B - 一种萃取组合物、萃取体系、萃取方法及反萃取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种萃取组合物、萃取体系、萃取方法及反萃取方法。本发明的萃取组合物包含萃取剂和如式P所示的中性磷氧类化合物;其中,所述的萃取剂包含N,N‑二(2‑乙基己基)乙酰胺和N,N‑二己基对甲基苯甲酰胺。本发明的萃取组合物自身酸碱稳定性好,水相溶解度小,密度、粘度较小,无需复杂的萃取操作、对设备腐蚀性小,且适用于工业化运作要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种萃取组合物、萃取体系、萃取方法及反萃取方法。
背景技术
锂不仅在国防工业中有着重要应用,它在国民经济中的重要性也日益彰显,特别是在能源领域:6Li和7Li分别是未来核聚变反应堆的燃料和核裂变反应所用重要材料;它作为电池材料的需求也日益增长。因此,锂有“21世纪的能源金属”之称。国内外对锂的需求量持续增长,因此对锂资源的研究和开发利用显得迫在眉睫。
盐湖卤水是锂的重要资源。我国具有丰富的盐湖卤水锂资源,其蕴藏量居世界前列。但是,由于卤水中含有多种金属离子,其综合利用及从卤水中分离提取锂的技术是需要研究的重要课题,特别是对于含有高浓度镁、低浓度锂的所谓“高镁锂比”卤水中分离提取锂,是公认的世界性技术难题。
溶剂萃取技术是从溶液中分离提取各种金属的有效技术,它具有分离效率高、工艺和设备简单、操作连续化、易于实现自动控制等优点,被认为是从“高镁锂比”卤水中提取分离锂的最有前途的方法之一。自上世纪六十年代中期以来,国内外已提出了若干萃取体系及工艺。1967年,Nelli j.R.等发明了一种萃取体系及工艺(Nelli j.R.et al.Fr.1,535,818(1967);USP3,537,813(1970).):在卤水中添加FeC13作为共萃剂,用80%二异丁酮-20%磷酸三丁酯作为有机相,将Li与Fe以LiFeC14形式共萃取进入有机相,与水相中大量MgC12及其他金属分离。该体系对Li的萃取虽具较高的选择性,但用水反萃取产生LiCl和FeC13混合液,须用二(2-乙基己基)磷酸-磷酸三丁酯体系再次萃取分离Li与Fe,致使工艺冗长、操作繁琐,至今未见其用于工业生产。1979年,中科院青海盐湖研究所提出了用单一萃取剂磷酸三丁酯的煤油溶液萃取锂的体系和工艺,从而简化了萃取体系,并于1984年进行了从大柴旦盐湖卤水中萃取锂的半工业试验,于1987年申请了中国发明专利(黄师强等,中国发明专利,87103431)并获得了授权。但是,该体系中磷酸三丁酯浓度较高,对萃取设备的腐蚀性较强,且在长期运转中萃取剂不仅在水中溶解损失,而且在酸性介质中磷酸三丁酯发生降解,特别是它对用于制作萃取设备的材质的严重溶胀作用限制了其工业大规模应用。
自2010年开始,中国科学院青海盐湖研究所与中国科学院上海有机化学研究所合作,共同研发了一种能降低对设备的腐蚀性且适合工业应用的从含锂卤水中提取锂盐的技术和方法,其采用酰胺类化合物或酰胺类化合物和中性磷氧类化合物的混合物为萃取剂、三氯化铁为共萃剂及脂肪烃或芳香烃为稀释剂进行锂的萃取。该萃取体系在最佳操作条件下对Li的单级萃取率为87.14%,Li+、Mg2+、Na+和K+分配比分别为3.387、0.007983、0.1023、0.07368。Li/Mg、Li/Na和Li/K的分离系数分别为424.3、33.11、45.97。2011年申请了中国发明专利[袁承业等,中国发明专利,CN103055539A],并获得了授权。并对该类萃取剂萃取锂的性能进行了系统研究,完成了酰胺类和中性磷氧类混合体系的工艺试验研究,确定了工艺流程的最佳工艺条件。完成了N523-TBP-磺化煤油萃取体系的工艺试验研究,确定了流程的最佳工艺条件。在最优条件下完成了萃取工艺的串级试验,取得了满意的研究成果。
但是该方法在产业化过程中仍纯在诸多问题,如单级萃取率较低,影响产量和收率,要想获得较高收率必须增加萃取级数;锂与镁、钠、钾的分离因数不够大,直接得到的产品不能达到高纯度要求,必须增加洗涤级数或其他后处理方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有从含锂卤水中萃取锂的萃取剂对设备腐蚀严重、萃取剂溶损大、单级萃取率低收率低、产品纯化工艺长等缺点,而提供了一种萃取组合物、萃取体系、萃取方法及反萃取方法。本发明的萃取组合物自身酸碱稳定性好,水相溶解度小,密度、粘度较小,锂萃取率和反萃率高、锂与钠钾镁分离因数大、对设备腐蚀性小,且适用于工业化运作要求。
本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题。
本发明提供了一种萃取组合物,其包含萃取剂和如式P所示的中性磷氧类化合物;其中,所述的萃取剂包含N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺;
其中,如式P所示的中性磷氧类化合物中,R1和R2各自独立地选自于直链或带有支链的C1-C12烷基、直链或带有支链的C1-C12烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的苯氧基、噻吩基、吡啶基或萘基;所述的取代的苯基或所述的取代的苯氧基中,所述的取代基是指被下列基团中的一个或多个所取代:卤素、C1-C6烷基、羟基、C1-C6烷氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、苯氧基、哌啶基、吗啉基、吡咯基、四氢吡咯基、硝基和氨基;当所述的取代基为多个时,所述的取代基相同或不同。
较佳地,所述的直链或带有支链的C1-C12烷基为直链或带有支链的C1-C8烷基,更佳地为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、1-甲基-庚基或2-乙基-己基。
较佳地,所述的直链或带有支链的C1-C12烷氧基为直链或带有支链的C1-C8烷氧基,更佳地为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、1-甲基-庚氧基或2-乙基-己氧基。
较佳地,所述的如式P所示的中性磷氧类化合物为下列化合物中的一种或多种:
所述的萃取组合物中,所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物的体积比可为本领域此类萃取体系常规配比。较佳地,所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物的体积比为15:1-1:8,更佳地为7:1-1:1,最佳地为5:1-3:2(如3:1);
所述的萃取剂中,较佳地,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺的体积比为14:1-1:10,更佳地为5:1-1:6,最佳地为4:1-1:1。
所述的萃取剂中,较佳地还可进一步包含N,N-二己基正丁酰胺:
当所述的萃取剂进一步包含N,N-二己基正丁酰胺时,所述的N,N-二己基正丁酰胺的用量可不作具体限定,只要不影响所述的萃取组合物的萃取和反萃取性能即可。较佳地,当所述的萃取剂还包含N,N-二己基正丁酰胺时,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺在所述的萃取剂中的体积分数为0.01%-99.9%,较佳地为20%-50%。
较佳地,所述的萃取组合物还可进一步包含稀释剂,所述的稀释剂为本领域常规所用的稀释剂,较佳地为常压下沸点等于或高于100℃的脂肪烃(例如十二烷)或芳香烃,也可以为煤油,更佳地为常压下沸点等于或高于100℃的脂肪烃、芳香烃和煤油中的一种或多种。所述的稀释剂的用量可不作具体限定,只要不影响所述的萃取组合物的萃取和反萃取性能即可。较佳地,所述的稀释剂占所述的萃取组合物总体积的体积分数为10%-80%,更佳地为20%-60%,最佳地为30%-40%。
较佳地,所述的萃取组合物还可进一步包含共萃剂,所述的共萃剂为本领域常规所用的共萃剂,一般指能明显提高锂萃取率的正三价的铁盐,可以是三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和磷酸铁中的一种或多种,较佳地为三氯化铁。所述的共萃剂的用量与所述的萃取组合物用以萃取的待测物质中锂离子的摩尔浓度有关;较佳地,所述的共萃剂中的三价铁离子与待测物质中锂离子的摩尔比(即Fe/Li)为1.0:1-2.0:1;更佳地为1.1:1-1.75:1;最佳地为1.3:1-1.5:1。
当所述的萃取组合物中除了萃取剂和中性磷氧类化合物还包含其他成分时,所述的萃取剂和中性磷氧类化合物占所述的萃取组合物的体积分数较佳地为20%-90%,更佳地为40%-80%,最佳地为60%-70%。
较佳地,所述的萃取剂由N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺组成,或由N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺、N,N-二己基对甲基苯甲酰胺和N,N-二己基正丁酰胺组成。
较佳地,所述的萃取剂由所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物组成。
较佳地,所述的萃取剂由所述的萃取剂、所述的如式P所示的中性磷氧类化合物和所述的稀释剂组成。
较佳地,所述的萃取剂由所述的萃取剂、所述的如式P所示的中性磷氧类化合物、所述的稀释剂和所述的共萃剂组成。
本发明还提供了一种萃取体系,其包含如上所述的萃取组合物和含锂卤水。
所述的萃取体系是指振荡平衡前的体系。
本发明还提供了一种萃取方法,其包括如下步骤:将所述的萃取组合物对含锂卤水进行萃取。
所述的萃取方法通过振荡传质。
较佳地,所述的萃取组合物由所述的萃取剂、如式P所示的中性磷氧类化合物、所述的稀释剂和所述的共萃剂组成。
本发明中,所述的含锂卤水可为本领域常规的含锂离子的含锂卤水,较佳地为含高镁锂比的卤水,所述的高镁锂比较佳地是指Mg/Li摩尔比为2-30,更佳地为16-30。所述的含高镁锂比的卤水较佳地包含下列含量的组分:0.02mol/L-2.0mol/L的Li+(例如0.144mol/L-0.29mol/L)、2.0mol/L-5.0mol/L的Mg2+(例如4.00mol/L-4.64mol/L)、0mol/L-0.5mol/L的Na+(例如0.05mol/L-0.4mol/L)、0mol/L-0.5mol/L的K+(例如0.02mol/L-0.4mol/L)、≥6mol/L的Cl-(例如9.2mol/L-10.7mol/L)、0mol/L-0.90mol/L的B2O3(例如0mol/L-0.1mol/L)和0.001mol/L-0.5mol/L的H+(卤水酸度)(例如0.04mol/L-0.3mol/L),其余为水。
其中,当所述的萃取组合物中含有共萃剂时,所述的共萃剂在萃取时可以先溶解在含锂卤水中,也可先使其稳定在所述的萃取组合物中;较佳地,将所述的共萃剂溶解在含锂卤水中。
较佳地,所述的萃取方法包括下列步骤:将包含所述稀释剂、所述中性磷氧类化合物和所述萃取剂的有机相、所述共萃剂和所述含锂卤水混合,振荡平衡,静置分层。
其中,所述的有机相和所述的含锂卤水的体积比可为本领域常规萃取所用比例;较佳地,所述的有机相和所述的含锂卤水的体积比为1:5-10:1,更佳地为1:2-6:1,最佳地为1:1-2:1。
所述的萃取方法中,所述的振荡平衡时有机相和水相的温度可为本领域此类萃取常规所用,较佳地为10℃-50℃,更佳地为25℃-40℃。所述的振荡平衡的时间可为本领域常规的时间,优选5-30分钟。
所述的萃取方法还可借助离心萃取器、混合澄清槽、萃取塔等萃取设备完成传质和分相过程。所述的离心萃取器、混合澄清槽、萃取塔均可为本领域的常规萃取设备,其使用条件和方法均可参照从含锂水溶液中萃取锂的常规使用条件和方法。
本发明还提供了一种反萃取方法,其包括如下步骤:将经上述萃取方法获得的含锂有机相与酸的水溶液混合,振荡平衡,静置分层,即可。其中,有机相负载的锂转入水相。
所述的反萃取方法中,所述的酸的水溶液的摩尔浓度较佳地为0.5mol/L-12mol/L,更佳地为4-8mol/L,最佳地为6-8mol/L,所述的摩尔浓度是指所述的酸的物质的量占所述的酸的水溶液总体积的比。
所述的反萃取方法中,所述的酸的水溶液中的酸可为本领域常规的酸,较佳地为无机酸。所述的无机酸较佳地为盐酸、硫酸、磷酸和硝酸中的一种或多种,更佳地为盐酸。
所述的反萃取方法中,所述的含锂有机相与酸的水溶液的体积比可为本领域常规比例,较佳地为1:1-50:1,更佳地为5:1-40:1,最佳地为10:1-30:1。
所述的反萃取方法中,所述的振荡平衡时含锂有机相和酸的水溶液的温度可为本领域此类反萃取常规所用,较佳地为10℃-50℃,更佳地为25℃-40℃。所述的振荡平衡的时间可为本领域常规的时间,优选5-30分钟。
本发明中,所述的常压是指1个大气压,即101.325kPa。
本发明中,所述的体积比或体积分数均指所述的萃取体系中各组分或物质在室温条件下的体积比或体积分数。
本发明中,所述的振荡是为了传质需要,使有机相和水相混合均匀,还可采用本领域其他常规操作如搅拌等操作替代。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:本发明的萃取组合物包含特定结构的酰胺类化合物和中性磷氧类化合物,其自身酸碱稳定性好,水溶性、密度和粘度较小减少了萃取过程中的损失,提高萃取得到的锂的纯度,克服了现有从含锂卤水中萃取锂的萃取剂对设备腐蚀严重、萃取剂溶损大等缺点。本发明的萃取组合物、萃取体系和萃取、反萃取方法对锂的单级萃取率和反萃率高、锂与钠钾镁分离因数大、收率高、产品纯化容易,适用于工业化运作要求。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
如无特别说明,下列实施例中涉及的分数均指体积分数。
萃取率E是指萃取过程中被萃取物质由料液相转入萃取相的量占被萃取物质在原料液相中总量的百分比,它代表萃取分离的程度。萃取率E(%)的计算公式为:
式中:na为料液中被萃取物质的量,no为余液中被萃取物质的量。
分配比D又称为分配系数。被萃取物质A在两相中的分配行为可以理解为A在两相中存在的多种形态A1,A2,...,An分配的总效应。在通常情况下,实验测定值代表每相中被萃取物质多种存在形态的总浓度。体系分配系数定义为在一定条件下,当体系达到平衡时,被萃取物质在萃取有机相(O)中的总浓度与在料液相(A)中的总浓度之比,用D表示:
分配比表示萃取体系达到平衡后被萃取物质在两相中的实际分配比例,一般由实验测定。被萃物的分配比愈大,表明该物质愈易被萃取,同时分配比的大小除了与被萃物的性质有关外,还与萃取条件有关,如水相中被萃物浓度、酸度、共存的其它物质,有机物中萃取剂的种类和浓度,稀释剂的种类以及萃取时的温度等有关。
萃取分离系数β是指在一定条件下进行萃取分离时,两种待分离物质在两相间的萃取分配比的比值,又称为萃取分离因数。若A、B分别表示两种待分离物质,则有:
式中:DA为A物质的分配比,DB为B物质的分配比。
对于间歇萃取过程,萃取有机相体积V(m3)和料液水相L(m3)之比称为相比;对于连续萃取过程,萃取相体积流量V(m3/s)和料液相体积流量L(m3/s)之比也称为相比或两相流比,本文中统一用O/A表示两相体积或流量。相比用R表示:
式中:Vo为萃取相的体积,Va为料液相的体积
具体在下述实施例中,所述的相比(O/A)代表所述有机相与所述含锂卤水的体积比。
实施例1-8
萃取体系中,有机相包括萃取剂+中性磷氧类化合物+稀释剂。水相包括含锂卤水和共萃剂FeCl3。
具体操作为:将一定量的FeCl3(共萃剂)加入含锂卤水中,摇动使之溶解后,加入有机相,振荡平衡(振荡时间为5分钟-30分钟),静置分层,得平衡水相和含负载锂离子的有机相。分别测出平衡水相及有机相中Li+、Na+、K+和Mg2+的浓度,由此计算出Li的萃取率,Li+、Mg2+、Na+和K+的分配比,Li/Mg、Li/Na、和Li/K的分离系数。
实施例9
萃取体系中,有机相包括萃取剂+中性磷氧类化合物。水相包括含锂卤水和共萃剂FeCl3。
具体操作为:将一定量的FeCl3(共萃剂)加入到有机相中,然后加入水相,振荡平衡(振荡时间为30分钟),静置分层,得平衡水相和负载锂离子的有机相。分别测出平衡水相及有机相中Li+、Na+、K+和Mg2+的浓度,由此计算出Li的萃取率,Li+、Mg2+、Na+和K+的分配比,Li/Mg、Li/Na、和Li/K的分离系数。
结合上述具体操作步骤,实施例1-9及对比例1-3的详细参数如表1、2和3所示。
表1 实施例1-9及对比例1-3中含锂卤水的成分及具体含量(mol/L)
表2 实施例1-9及对比例1-3中反应条件和操作参数
注:上述实施例和对比例分相效果均好,水相无色,两相界面清晰。
表3 实施例1-9及对比例1-3的萃取结果
实施例10
一个有效的萃取体系,不仅要求具有优良的萃取性能,而且要有良好的反萃取性能。
有机相:实施例2、5、8以及对比例4、5中获得的含锂有机相;
水相:6mol/L的盐酸水溶液;
相比(O/A)=30:1;
分别将30份上述实施例2、5、8中萃取平衡后的含锂有机相与1份6mol/L的盐酸水溶液混合,在24℃下振荡10分钟,进行反萃取,静置分层。测定反萃取平衡两相中锂离子浓度。具体参数及结果见下列表4。
其中对比例4中萃取组合物为20%N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺+30%TBP+煤油,对比例5中萃取组合物为80%TBP+煤油,其各自所负载的有机相锂离子浓度见下列表4。(参见专利CN103055539B)
表4 实施例2、5、8以及对比例4、5的反萃结果
制备例1:萃取剂的制备
实验一般操作:在装备有温度计、恒压滴液漏斗、机械搅拌的2L的三颈瓶中,分别加入二烷基胺1mol、400mL二氯甲烷和153mL(1.1mol)三乙胺,打开搅拌,并使体系降温至0℃,同时将1.05mol的酰氯和约200mL的二氯甲烷溶液置于滴液漏斗中并开始滴加,保持体系温度不超过15℃,约30分钟滴加完毕。撤去冰浴,室温反应过夜。加入等体积的水溶解生成的固体,分液漏斗分层后,有机相用稀盐酸和饱和食盐水洗涤,并用无水硫酸钠干燥,脱除溶剂后,减压蒸馏。
其中,Yield指收率,IR(thin film)指红外(薄膜法),EA指元素分析,calcd.For指计算值,Found指实际值。
δ3.28-3.30(m,4H),1.60-1.63(m,2H),1.18-1.32(m,25H),0.85-0.89(m,12H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ178.355,39.492,30.545,29.220,29.166,29.096,28.988,28.895,23.875,23.053,14.036,11.077,11.030,10.984;IR(thin film):2959,2929,2873,1633,1464,1412,1379,1364,1187,1120cm-1;MS(ESI):326.7(M++1);EA:calcd.for C21H43NO:C,77.47;H,13.31;N,4.30,Found:C,77.54;H,13.38;N,4.49.
3.30-3.48(m,2H),3.19-3.29(m,2H),2.36(s,3H),1.42-1.65(m,4H),1.00-1.39(m,12H),0.75-0.91(m,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.832,138.970,134.322,130.611,129.550,128.891,126.505,49.021,48.959,44.900,44.791,44.737,44.698,31.451,31.226,28.585,28.476,28.438,28.414,28.391,28.329,27.616,27.562,27.500,27.477,27.407,26.811,26.656,26.540,26.540,26.501,26.346,26.299,26.121,22.511,21.318,13.959;IR(thin film):2956,2928,2858,1636,1466,1422,1378,1180,1105,1020cm-1;MS(ESI):304.7(M++1),326.3(M++Na);EA:calcd.for C20H33NO:C,79.15;H,10.96;N,4.62,Found:C,78.95;H,11.04;N,4.61.
(m,4H),1.20-1.35(m,12H),0.88-1.02(m,9H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ172.599,47.991,47.952,45.907,34.953,31.529,29.081,27.717,26.671,26.547,22.558,18.924,13.966;IR(thin film):2958,2929,2858,1647,1465,1423,1378,1297,1250,1191,1145,1093cm-1;MS(ESI):304.7(M++1),326.3(M++Na);EA:calcd.for C16H33NO:C,75.23;H,13.02;N,5.48,Found:C,74.68;H,13.31;N,5.60.
乙酰氧基乙酰氯25g(0.183mol)的30mL二氯甲烷溶液,在0℃时滴加至二异辛胺52mL(0.183mol)、三乙胺31mL(0.222mol)和150mL二氯甲烷的反应瓶中,加毕后室温反应过夜。加入等体积的水将生成的固体溶解并分出有机相,并用稀盐酸、水洗涤,无水硫酸钠干燥后脱除溶剂得粗品。将所得粗品与11g(0.262mol)一水氢氧化锂溶于180mL甲醇和30mL水中于室温搅拌反应1小时。旋去大部分甲醇后,用二氯甲烷萃取,稀盐酸洗涤,无水硫酸钠干燥后脱除溶剂,减压蒸馏。
1.57-1.60(m,1H),1.66-1.69(m,1H),1.22-1.27(m,16H),0.85-0.90(m,12H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ172.033,59.905,49.044,48.587,37.610,36.641,30.475,28.763,28.631,23.797,23.774,23.015,22.945,14.021,13.990,10.821,10.573;IR(thin film):3411,2959,2929,2873,2859,1648,1464,1404,1380,1278,1087cm-1;MS(ESI):300.8(M++1),322.4(M++Na);EA:calcd.forC18H37NO2:C,72.19;H,12.45;N,4.68,Found:C,72.10;H,12.67;N,4.90.
乙氧基乙酸40mL(0.423mol)置于250mL烧瓶中,加入38mL(0.443mol)草酰氯以及几滴吡啶作为催化剂,于80℃回流反应2小时后,旋去过量的草酰氯后,配成50%的二氯甲烷溶液置于滴液漏斗中,在0℃时滴加至二异辛胺100mL(0.333mol)、三乙胺51mL(0.368mol)和250mL二氯甲烷的反应瓶中,加毕后室温反应过夜。加入等体积的水将生成的固体溶解并分出有机相,并用稀盐酸、水洗涤,无水硫酸钠干燥后脱除溶剂得粗品,减压蒸馏。
2H),3.12(d,2H),1.65-1.67(m,1H),1.55-1.57(m,1H),1.20-1.26(m,19H),0.75-0.91(m,12H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ169.864,69.775,66.777,50.594,50.570,50.067,47.983,37.904,36.603,35.456,35.441,30.498,30.359,28.794,28.685,28.224,28.221,23.782,23.658,23.642,23.022,22.976,22.821,15.035,14.021,13.990,10.868,10.597,10.132,10.101;IR(thin film):2959,2929,2873,1647,1459,1379,1276,1229,1112,1030cm-1;MS(ESI):304.7(M++1),326.3(M++Na);EA:calcd.for C20H41NO2:C,73.34;H,12.62;N,4.28,Found:C,72.53;H,12.92;N,4.50.
Claims (26)
2.如权利要求1所述的萃取组合物,其特征在于,所述的直链或带有支链的C1-C12烷基为直链或带有支链的C1-C8烷基;
和/或,所述的直链或带有支链的C1-C12烷氧基为直链或带有支链的C1-C8烷氧基。
3.如权利要求2所述的萃取组合物,其特征在于,所述的直链或带有支链的C1-C12烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、1-甲基-庚基或2-乙基-己基;
和/或,所述的直链或带有支链的C1-C12烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、1-甲基-庚氧基或2-乙基-己氧基。
5.如权利要求1所述的萃取组合物,其特征在于,所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物的体积比为15:1-1:8;
和/或,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺的体积比为14:1-1:10。
6.如权利要求5所述的萃取组合物,其特征在于,所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物的体积比为7:1-1:1;
和/或,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺的体积比为5:1-1:6。
7.如权利要求5所述的萃取组合物,其特征在于,所述的萃取剂和所述的如式P所示的中性磷氧类化合物的体积比为5:1-3:2;
和/或,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺的体积比为4:1-1:1。
9.如权利要求1所述的萃取组合物,其特征在于,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺在所述的萃取剂中的体积分数为0.01%-99.9%。
10.如权利要求1所述的萃取组合物,其特征在于,所述的N,N-二(2-乙基己基)乙酰胺和N,N-二己基对甲基苯甲酰胺在所述的萃取剂中的体积分数为20%-50%。
11.如权利要求1-10任一项所述的萃取组合物,其特征在于,所述的萃取组合物还包含稀释剂,所述的稀释剂为常压下沸点等于或高于100℃的脂肪烃、芳香烃和煤油中的一种或多种;
和/或,所述的萃取组合物还包含共萃剂,所述的共萃剂为三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、磷酸铁中的一种或多种。
12.如权利要求11所述的萃取组合物,其特征在于,当所述的萃取组合物还包含稀释剂时,所述的稀释剂占所述的萃取组合物总体积的体积分数为10%-80%;
和/或,当所述的萃取组合物还包含共萃剂时,所述的共萃剂中的三价铁离子与待测物质中的锂离子的摩尔比(即Fe/Li)为1.0:1-2.0:1。
13.如权利要求11所述的萃取组合物,其特征在于,当所述的萃取组合物还包含稀释剂时,所述的稀释剂占所述的萃取组合物总体积的体积分数为20%-60%;
和/或,当所述的萃取组合物还包含共萃剂时,所述的共萃剂中的三价铁离子与待测物质中的锂离子的摩尔比(即Fe/Li)为1.1:1-1.75:1。
14.如权利要求11所述的萃取组合物,其特征在于,当所述的萃取组合物还包含稀释剂时,所述的稀释剂占所述的萃取组合物总体积的体积分数为30%-40%;
和/或,当所述的萃取组合物还包含共萃剂时,所述的共萃剂中的三价铁离子与待测物质中的锂离子的摩尔比(即Fe/Li)为1.3:1-1.5:1。
15.一种萃取体系,其特征在于,其包含如权利要求1-14任一项所述的萃取组合物和含锂卤水。
16.一种萃取方法,其包括如下步骤:将如权利要求1-14任一项所述的萃取组合物与含锂卤水混合,振荡平衡,静置分层,即可;
其中,当所述的萃取组合物中含有共萃剂时,所述的共萃剂在萃取时先溶解在含锂卤水中,或先稳定在所述的萃取组合物中。
17.如权利要求16所述的萃取方法,其特征在于,所述的含锂卤水为镁锂比为2-30的含锂卤水;
和/或,所述的含锂卤水包含下列含量的组分:0.02mol/L-2.0mol/L的Li+、2.0mol/L-5.0mol/L的Mg2+、0mol/L-0.5mol/L的Na+、0mol/L-0.5mol/L的K+、≥6mol/L的Cl-、0mol/L-0.90mol/L的B2O3和0.001mol/L-0.5mol/L的H+,其余为水。
18.如权利要求16所述的萃取方法,其特征在于,所述的含锂卤水为镁锂比为16-30的含锂卤水。
19.如权利要求16所述的萃取方法,其特征在于,所述的萃取方法包括下列步骤:将包含稀释剂、所述中性磷氧类化合物和所述萃取剂的有机相、共萃剂和所述含锂卤水混合,振荡平衡,静置分层。
20.如权利要求19所述的萃取方法,其特征在于,所述的有机相和所述的含锂卤水的体积比为1:5-10:1;
和/或,所述的振荡平衡时有机相和含锂卤水的温度为10℃-50℃;
和/或,所述的振荡平衡的时间为5-30分钟。
21.如权利要求19所述的萃取方法,其特征在于,所述的有机相和所述的含锂卤水的体积比为1:2-6:1;
和/或,所述的振荡平衡时有机相和含锂卤水的温度为25℃-40℃。
22.如权利要求19所述的萃取方法,其特征在于,所述的有机相和所述的含锂卤水的体积比为1:1-2:1。
23.一种反萃取方法,其包括如下步骤:将经如权利要求16-22任一项所述的萃取方法获得的含锂有机相与酸的水溶液混合,振荡平衡,静置分层,即可。
24.如权利要求23所述的反萃取方法,其特征在于,所述的酸的水溶液的摩尔浓度为0.5mol/L-12mol/L,所述的摩尔浓度是指所述的酸的物质的量占所述的酸的水溶液总体积的比;
和/或,所述的酸的水溶液中的酸为无机酸;
和/或,所述的含锂有机相与酸的水溶液的体积比为1:1-50:1;
和/或,所述的振荡平衡时含锂有机相和酸的水溶液的温度为10℃-50℃;
和/或,所述的振荡平衡的时间为5-30分钟。
25.如权利要求23所述的反萃取方法,其特征在于,所述的酸的水溶液的摩尔浓度为4-8mol/L,所述的摩尔浓度是指所述的酸的物质的量占所述的酸的水溶液总体积的比;
和/或,所述的酸的水溶液中的酸为盐酸、硫酸、磷酸和硝酸中的一种或多种;
和/或,所述的含锂有机相与酸的水溶液的体积比为5:1-40:1;
和/或,所述的振荡平衡时含锂有机相和酸的水溶液的温度为25℃-40℃。
26.如权利要求23所述的反萃取方法,其特征在于,所述的酸的水溶液的摩尔浓度为6-8mol/L,所述的摩尔浓度是指所述的酸的物质的量占所述的酸的水溶液总体积的比;
和/或,所述的酸的水溶液中的酸为盐酸;
和/或,所述的含锂有机相与酸的水溶液的体积比为10:1-30:1。
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