锂同位素水溶液萃取分离的方法

摘要

本发明涉及一种锂同位素水溶液萃取分离的方法，属于溶剂萃取技术领域。其采用憎水性杂氮菲和亲水性离子液体分别作为萃取剂和协萃剂，在碱性条件下，杂氮菲、离子液体和锂离子三者形成稳定的离子缔合物，将锂从水相萃取进入有机相，并产生了显著的同位素分离效应。本发明调节氢氧化锂溶液的碱性，分别加入萃取剂、协萃剂和萃取介质亲水性离子液体，常温常压下振荡，静止分层，收集有机相，再向有机相中加入硫酸钠反萃锂盐，锂离子重新回到水相，实现了锂同位素的选择性提取与高效富集。

主权项

一种锂同位素水溶液萃取分离的方法，其特征是步骤如下：1）萃取：将0.05～10mol/L的氢氧化锂溶液、0.5～5mol/L的强碱溶液和0.05～8mol/L的协萃剂混合组成水相，用去离子水调节浓度使得水相中锂离子︰氢氧根离子︰协萃剂的摩尔浓度之比为1︰1～20︰1～10；将萃取剂萃取介质混合组成有机相，调节在萃取介质中的萃取剂的摩尔浓度为0.1～2mol/L；将水相和有机相按体积比1～2︰1～10进行混合，剧烈震荡10～50min，在常温常压下采用离心分离或静置的方法将两者分层，收集有机相；2）反萃：将步骤1）收集得到的有机相与0.05～5mol/L的反萃剂硫酸钠溶液按体积比2～1︰1～10混合，进行反萃取，剧烈振荡10～50min，常温常压下采用离心分离或静置的方法将两者分层，收集水相即得产品锂同位素水溶液；所述的协萃剂为亲水性离子液体：阳离子为咪唑基阳离子，即式1，或吡啶基阳离子，即式2中的一种或两种，阴离子为卤素离子Br^‑、Cl^‑、或四氟硼酸根BF₄^‑中的一种或几种；其中R₁、R₂和R₃为取代基，它们是氢原子、碳原子数在1～20之间的烷基、烯基、炔基或卤素原子Br、Cl或I中的一种；所述的萃取剂为氮菲及其衍生物中的任何一种或几种的混合物，结构式如式3所示；其中R₁、R₂和R₃为取代基，它们是氢原子、碳原子数在1～20之间的烷基、烯基、炔基或卤素原子Br、Cl或I中的一种；所述萃取介质为1,2‑二氯苯、1,3‑二氯苯、1,4‑二氯苯、1,2,4‑三氯苯、四氯化碳或200#溶剂煤油中的一种或几种的混合物。