,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/12/9,#,萃取,法提锂综合设计,姓名：陈玲清,陈松,班级：,13,级化工一班,锂,性质概述,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,。,物理性质,：,银白色金属，质较软，是最,轻,的,金属，锂的密度非常小，为非气态,单质,中,最小的一个；压缩性小，硬度大，,熔点,高,；锂容易地与铁以外的任意一种金属,熔,合,；锂的焰色反应为,紫红色。,化学性质,：金属活动性较强,的金属,锂,用途,碳酸锂：碳酸锂是,锂,的,基础性化合物,有多种工业,用途广泛,应用于,陶瓷,、玻璃、原子能、航空航天、军事工业和制冷、焊接、锂合金,、,锂,电池、受,控核聚变反应堆、冶金连铸、医药等领域。,碳酸锂对,感情性精神病、躁狂症均有明显疗效,且,还能预防躁狂症和忧郁症的复发,被称为“情感矫正剂”。,氢,氧化锂：首先,应用于碱性蓄电池中的配料。,氯化锂：白色,立方晶体,吸水性极强,良好的,干燥剂,；,用作,大容量电池二次电池的,电解质。,锂,资源概述,锂 资 源 主 要 赋 存 在 盐 湖 卤 水 和 花 岗 伟 晶 岩 型 矿 床 中，其 中 盐 湖 中 锂 资 源 占 世界 锂 储 量 的,66%,和 世 界 锂 储 量 基 础 的,8 0%,以 上,。,我 国 盐 湖 锂 资 源 两 个 特 点：,一,、,是锂 含 量 高，卤 水 中 锂 质 量 浓 度 高,达,2.2,3.1 g/L,；,二,、,镁 锂 摩尔 浓 度 比 高，比 国外 高 几 十 倍 乃 至 百 倍，相 当 于 高 度 浓 缩 的 锂 盐 存 在 于 饱 和 甚 至 过 饱 和 的 氯 化 镁 溶液 中，,高 粘 度,。锂 和 镁 的 化 学 性 质 又 十 分 相 近，因而解 决 锂、镁 资 源 的 分 离 提 取 技 术，是 开 发 我 国 盐 湖 锂 资 源 的 关 键 问 题。,锂的研究现状,盐,湖 卤 水 提 锂 盐 的 工 艺 方 法,：,沉,淀 法,、有,机溶 剂 萃 取 法、离 子 交 换 吸 附 法、盐 析 法、碳 化 法、煅 烧 浸 取 法 等。其 中,沉 淀 法、萃 取 法、离 子 交 换 吸 附 法,研 究 较 为 深 入，从 卤 水 中 提 取 锂 在 工 业 上 一 般 都 是,蒸 发分 步 结 晶,-,沉 淀,，该 法 的 主 要 产 品 形 式 一 般 都 是,碳 酸 锂,。,萃取法,一、萃取概述,二、,萃取原理,三、,萃取剂,四、,仪器及药品,五、,装置及流程,六、,分析方法,一、有机萃取概述,萃 取 法 提 锂 是,2,0,世 纪,6,0,年 代 发 展 起 来 的，溶 剂 萃 取 法 是 国 内 外 比 较 关 注,的一,种 方 法，也 是 比 较 适 合 从 高 镁 锂 比 盐 湖 卤 水 中 提 取 碳 酸 锂 的 一 种 方 法。溶 剂,萃取,法 提 锂 的 关 键 是 选 用 合 适 的 萃 取 剂，利 用 有 机 溶 剂 对 锂 的 特 殊 萃 取 性 能，达,到提,取 锂 的 目 的。到 目 前 为 止，对 萃 取 剂 和 萃 取 体 系 的 研 究 主 要 集 中 在：醇、酮,及,-,双 酮 类、季 胺 盐、偶 氮 类 离 子 螯 合,-,缔 合 类、冠 醚 类、酞 菁 类,、有 机 磷,类,磷 酸 三 丁 酯 萃 取 法,提 锂 是 目 前 研 究 最 为 深 入 和 最 具 有 工 业 化 应 用 前 景 的,提锂,工 艺。,但该,方法尚存在,设备腐蚀,和,萃取剂的溶损,等问题,应当,进一步进行工艺优化,萃取关键设备选型以及,萃取剂,和盐酸的循环利用研究,以期尽早实现,工业化。,二、萃取原理,利用物质在两种互不相溶（或微溶）的,溶剂,中,溶解度,或,分配系数,的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中,。经过,反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来,。,溶剂萃取,工艺过程一般由,萃取,、,洗涤,和,反萃取,组成。一般将有机相提取水相中溶质的过程称为,萃取，水相,去除负载有机相中其他溶质或者包含物的过程称为,洗涤，水相,解析有机相中溶质的过程称为,反萃取。,三、萃取剂,各萃取剂特点,醇,、酮 类 萃 取 剂,大 多 数,有 机 相 溶 损 较 严 重,，导 致 其 应 用 受 到 限 制；,-,双 酮 类 螯 合 剂,价 格 较 贵,，在 碱 性 条 件 下 水 溶 性 较 大，其 所 用 协 萃 剂、稀 释 剂 成 本较 高，,来 源 比 较 困 难,，因 此 进 行 工 业 应 用 意 义 不 大；,冠 醚 类 萃 取 体 系,萃 取 碱 金 属时，通 过 静 电 能 作 用 同 离 子 半 径 相 匹 配 的 离 子 结 合，形 成 的 离 子 络 合 物 的 稳 定 常数 有 较 大 差 异。由 于 各 种 冠 醚 环 孔 穴 大 小 不 同，所 能 容 纳 的 离 子 便 出 现 了 选 择 性。对 锂 有,较 强 选 择 性,的 冠 醚 类 萃 取 剂 主 要 是 羧 酸 冠 醚 类 和 冠 醚 膦 酸 酯 类，但 仅 限 于实 验 研 究 阶 段，尚 无 工 业 应 用 报 道。,有 机 磷 萃 取 体 系,中 的,中 性 磷 类 萃 取 剂,是 目 前国 内 外 研 究 最 多 的 一 种 萃 取 锂 的 方 法,，,中 性 磷 萃 取 剂 可 分 为 磷 酸 酯（,T R P,）、磷 酸 酯（,D R R P,）、次 膦 酸 酯（,R D R P,）和 三 烷 基 氧 化 膦（,T R P O,）四 种 类 型，目前 研 究 较 多 的 是,磷 酸 三 丁 酯（,T B P,）,、丁 基 磷 酸 二 丁 基 酯（,D B B P,），和 三 辛 基 氧化 膦（,T O P O,），其 中,D B B P,和,T O P O,对 锂 的 萃 取 能 力 均 比,T B P,低。,溶 剂 萃 取 法,由 于萃 取 体 系,成 本 较 高,、萃 取 剂 的,溶 损 严 重,、,选 择 性 不 理 想,等 原 因，仅 仅 处 于 实 验 阶段。,四、仪器及药品,仪器：,电子天平,调速多用振荡器,精密,pH,计,ICP,容器,烧杯,玻璃棒,分液,漏斗,容量瓶,移液管,锥形瓶,量筒,滴定管,试剂,磷酸三丁酯，工业纯,Fecl36H2o,，化学纯,盐酸,化学纯,LiCl,，化学纯,EDTA,溶液,络,合,T,等,稀释剂：煤油,五、装置及流程,将 卤 水 浓 缩 分 离 析 出 的 钠 盐、钾 盐 和 部 分 硫 酸盐，在 除 硼 后，加 入,F e C l,3,，溶 液 形 成,L i F e C l,4,，用 所 发 明 的,T B P-,煤 油 萃 取 体 系将,L i F e C l,4,萃 取 入 有 机 相 形 成 组 成 为,L i F e C l,4,2 T B P,的 萃 合 物，经 酸 洗 涤 后 用,6,9 m o l/L,盐 酸 反 萃 取，再 经 除 杂、焙 烧 等 最 后 可 得 无 水 氯 化 锂,。,在高镁锂比卤水中添加,FeCl3,然后用,TBP-,煤油萃取,Li+,的体系中,据研究发现,TBP,在,FeCl3,存在时萃取锂是发生了如下,过程,：,FeCl3+Cl-,FeCl4-(1),Li+FeCl4-,LiFeCl4(2,),LiFeCl4+TBP,LiFeCl42TBP,(3),LiFeCl42TBP+,HCl,HFeCl42TBP+LiCl(4),实验方法,将不同浓度的有机相与水 相 按 相 比（,O/A,）为,2,1,、,Fe3+,与,Li+,物质的量比为,1.3,1,放入分液漏斗中，在振荡器上振荡,10 min,，静置分相。测定萃余水相中,Fe3+,、,Li+,、,Mg2+Cl-H+,浓度和有机相中,Na+,、,K+,浓度，用差减法计算出它们在另一相中的浓度，计算萃取率,E,、分配比,D,、分离系数。,有机溶剂萃取锂流程图,HCl,六、分析,方法,用,酸,度 计 测 定,H+,；,用,I C P-A E S,测 定,L i+,、,N a+,、,K+Fe3+,；,用,H g(N O3)2,络 合 滴 定 法 测 定,C l-,；,用,B a S O4,沉 淀 法 法 测,定,S O42-,；,用,E D T A,络 合 滴 定 法 测 定,M g 2+,；（当 溶 液 中 含 有 少 量,F e 3+,对 滴定,M g 2+,存 在干 扰 时，加 入,4 m L,（,1+4,）三 乙 醇 胺，再 加 入,1 0 m LNH4C l-N H 3 H 2 O,缓 冲 溶 液，用 酸 性 铬 蓝,K-,萘 酚 绿,B,混 合 指 示 剂 做 指 示 剂，用,E D T A,滴 定 溶 液 由 酒 石 红 突变 成 天 青 色 终 点。,）,分 配 比、萃 取 率、分 离 系 数 分 别 按 下 式 计 算,：,