西台吉乃尔盐湖卤水沸腾蒸发—等温平衡过程中资源元素的迁移规律

文章采用沸腾蒸发—等温平衡的研究方式,对西台吉乃尔盐湖卤水蒸发结晶过程中锂、钾、镁、硼在液相中的迁移规律进行研究,同时对西台吉乃尔盐湖卤水不同蒸发析盐阶段资源元素在液相中的浓缩、损耗和迁移进行定性和定量分析。研究结果表明:蒸失水率为0%~81.9%为钠盐阶段,81.9%~91.8%为钾混盐阶段,91.8%~96.4%为光卤石阶段。锂和硼元素在光卤石阶段的液相中损失最多,损失率分别为29.4%和37.7%;在三个盐析阶段,钾和镁的总损失率分别为21.8%和24.8%,锂和硼的总损失率分别为39.1%和54.3%。

采卤初期西台吉乃尔盐湖矿区卤水中钾、锂、硼水化学动态变化

通过对2003-2004年采卤初期西台吉乃尔盐湖矿区卤水中钾、锂、硼水化学数据的分析,初步揭示了其在采卤过程中的动态变化及成因.研究表明,湖卤水中钾、锂、硼的变化主要受控于地表径流变化;地下卤水中钾、锂、硼的含量在停采恢复期高于采卤期,在孔隙卤水区高于晶间卤水区,而且三者在空间上的分异程度有明显差异.相图分析表明停采恢复期已达到钾石盐析出阶段.大部分矿区的地下卤水基本处于滞流状态,地下卤水水位与钾锂硼之间没有显著的相关性.地下卤水中钾、锂、硼的变化很可能是由卤水本身物理化学性质的变化引起的,在短时间内,采卤活动和径流补给作用尚未对其产生显著影响.

中国盐湖锂资源的产业化现状——以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义,是21世纪的能源金属。近10年,中国主要从国外进口碳酸锂产品。中国是一个多盐湖的国家,盐湖锂占锂资源工业总储量的85%。现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区,具有很好的开发前景。经过多年科研后,目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业。本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件,以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程,探讨了其工艺优化方向。并指出这两个盐湖具有锂资源储量大,品位高的优势,但是受盐湖类型或地理气候条件限制,工艺上有待改善。建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持。

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖矿区卤水水化学特征

西台吉乃尔盐湖位于柴达木盆地中部,矿区卤水中富含锂、钾、硼、镁等多种元素,极具开发价值。自2003年开始,矿区已开始进行大规模采卤,利用前人1959年和2001年两次勘查资料,从水化学角度分析和探讨了西台吉乃尔盐湖矿区未大规模采卤前卤水中各元素的分布规律和变化特征。研究表明,矿区西北部主要为氯化物型卤水,其余大部分地区基本为硫酸镁亚型卤水,我们推测地下卤水水化学类型的差异很可能与不同区域原始卤水的组成及补给水等因素有关。有益组分中,高含量的Li+、K+主要分布在矿区的西北部;B2O3的高含量区主要在矿区的中东部广大地区。赋存于孔隙卤水中K+、Ca2+、Mg2+、Li+、Cl-等元素的平均含量要高于晶间卤水;B2O3、Na+、SO42-等则低于晶间卤水;卤水矿化度、pH值和密度则相差不多。孔隙卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl--H2O四元体系介稳相图中的投影点接近光卤石相区;湖表卤水和晶间卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl-,SO42--H2O五元体系介稳相图中位于泻利盐、软钾镁矾和钾石盐的共结点附近,且分布比较集中;湖表卤水在演化阶段上存在较大差别;晶间潜卤水已普遍进入钾石盐析出阶段。研究还表明,西台吉乃尔湖湖水的水化学变化明显受季节变化的影响,而湖表卤水与地下卤水存在着一定程度的水力联系,这种联系的强弱和变化特征尚待进一步研究。

西台吉乃尔盐湖矿区湖水水化学动态变化及其影响因素分析

每年冰雪融水期(3～4月)和洪水期(7～8月),西台吉乃尔盐湖(以下简称西台湖)矿区湖水中各主要化学组分明显降低,其他月份则表现为明显的高值。湖水水化学组成的投影点在相图上主要集中在白钠镁矾、软钾镁矾及泻利盐共结点及其附近区域,但西台湖的析盐程度要高于苦水沟一带的新湖泊。冬季湖水的投影点明显较夏季更接近光卤石相区,并且已经达到了钾石盐析出阶段。不同时期矿区湖水化学成分对比分析表明湖水水化学组分的变化仍主要受地表径流季节变化的控制,但人为因素对其影响正逐渐增强。

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水钾、镁、锂、硼的时空变化特征

分析了西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水中K、Mg、B2O3、Li等4种组分的时空变化特征。结果表明,它们在矿区西北部表现出明显的高值且基本不随时间而变化,这很可能与该区域原始卤水成分有关。由于地表水对地下卤水的淡化作用,这些组分在南部或西南部表现为低值。观测时段的中后期,四种组分的变化较显著,显示出采卤活动对其变化产生了影响。B2O3的高值区主要呈NW-SE向带状分布,这似乎与该地区的构造背景密切相关。

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水化学组分变化的影响因素分析

运用灰色关联分析法对影响西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水化学组分变化的主要因素进行分析,结果表明,各因素影响力大小的综合排序为TDS>相对密度>水位>pH值>卤水温度>采卤量。内部因素(如TDS、相对密度)仍然是影响卤水化学组分变化的主要原因,但外部因素的影响(如水位变化)则越来越凸显其重要性。采卤量的影响力最小,说明在整个矿区范围内当前的采卤活动还没有对地下卤水化学组分的变化产生明显影响。

基于MODIS数据的西台吉乃尔盐湖水体提取及水域面积的监测

西台吉乃尔盐湖具有丰富的镁锂资源,受补给、降水、水文地质条件及人为因素的影响,理化性质和面积有较大变化。通过在湖表水和干盐滩进行样本点采集,统计分析盐湖水体的光谱特征,然后根据MO-D IS数据第1、2波段的反射率和NDVI设定的阈值提取水体,进行水域面积动态变化的监测,结合气象资料,对比分析了西台湖面积的变化情况和原因,对盐湖水体的提取、湖区矿产持续开发利用和水体保护具有一定的指导作用。

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水组分区域分异特征

随着采卤活动的不断深入,西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水的化学组分也逐渐产生了区域分异。根据化学组成随时间变化特征,矿区可划分为5个不同区域:西北孔隙卤水区、孔隙卤水和晶间卤水过渡区、降落漏斗核心区、降落漏斗周围区以及地表水影响区。研究表明,地表径流并未对矿区地下卤水产生明显影响,亦即现有的补水模式没有产生明显的作用。因此,有必要重新探讨补水模式,从而使得固体矿有效地向液体矿转变。

单井同位素稀释技术测定西台吉乃尔盐湖水文地质参数

我国含水层的水文地质参数测定,主要依靠传统的抽水试验方法,然而此方法却需要花费大量的试验和钻井费用。同位素示踪方法比传统的抽水试验方法获得含水层参数的周期短、费用低,有效地提高了水文地质参数的测试精度、缩短了工期、节省了投资。为了测定柴达木盆地西台吉乃尔盐湖地下水流速、流向、渗透系数等水文地质参数,采用单井同位素稀释法测试水文地质参数,正确确定其水文地质参数,无论对科学研究还是对生产开采,均有着重要的理论和现实意义。

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖区域晚更新世环境变化

本文对柴达木盆地西台吉乃尔盐湖剖面沉积物(XT剖面,240 cm厚)的粒度、磁化率、色度和总有机碳(TOC)等指标记录的晚更新世环境变化进行了研究。结果表明:(1)XT剖面沉积物的粒度总体较细(中值粒径变化范围为3.4~10.0μm),但是25~47 cm深和185~199 cm深的粒度明显变粗(中值粒径变化范围为15.7~59.0μm)。(2)XT剖面沉积物的中值粒径与低频磁化率(x_(lf))呈正相关关系;红度(a~*)与低频磁化率呈负相关关系。(3)XT剖面低频磁化率与全球深海δ^(18)O记录试探性的对比表明西台吉乃尔盐湖区域晚更新世的气候变化可能受全球气候影响。

西台吉乃尔盐湖采卤渠及周边稳定性分析

以西台吉乃尔盐湖为例,对盐湖开采后的采空区稳定性进行研究。通过盐湖盐渍土物理力学实验获取相应参数,应用FLAC2D对盐湖特定部位进行建模,结合实地考察对西台吉乃尔盐湖采卤渠及其周边稳定性进行分析,得出在自然情况下采空区处于稳定的结论。

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖沉积的年代学研究

柴达木盆地中部西台吉乃尔盐湖成因及其年代框架还存在争议。通过应用光释光测年法(OSL)和放射性碳测年法(AMS14C)测定两支分别来自该盐湖中部及东部边缘区域的岩芯,获得4个OSL和5个AMS14C年代数据。结果表明:(1)对于老于30 ka的样品放射性碳测年法存在明显的年代低估,而对于年轻样品则存在约4.0 ka的碳库效应,相对而言光释光测年方法具有一定的合理性。(2)两支岩芯顶部粉砂质粘土层形成于约0.3 ka,中部含粉砂质粘土盐层形成于大约4.0 ka,底部粉砂质粘土层则至少形成于70 ka之前。

西台吉乃尔盐湖盐田与模拟蒸发过程卤水钾、锂的损失研究

目前,西台吉乃尔盐湖的基本生产工艺路线是卤水经过盐田蒸发进行自然浓缩,然后利用钾盐结晶阶段析出的钾混盐、光卤石及蒸发后期残留的富锂老卤加工生产钾、锂产品,但收率均不高。通过盐田固-液相定点取样观测和模拟蒸发实验的设计,对西台吉乃尔盐湖卤水蒸发过程中钾锂损失的情况进行对比研究。结果表明,卤水中钾在富集达20 g/L时开始析出钾混盐矿,锂则在此过程中不断富集,由0.19 g/L浓缩至2.12 g/L,蒸发实验结果基本符合盐田实际生产情况。根据实验结果估算盐田中不同阶段的钾、锂损失,得出钠盐田中钾损失率约为12.3%,钾盐田中钾总回收率约为84.4%;锂在钠盐阶段损失率约为6.50%,在钾混盐阶段损失率约为11.59%,在光卤石阶段损失率约为6.21%,在老卤阶段损失率约为6.44%,锂在盐田系统中总损失率约为30.74%,其中在钾混盐结晶阶段锂损失量最大。

西台吉乃尔盐湖析钾老卤及冻卤25℃等温蒸发实验研究

为了有效利用西台吉乃尔盐湖析钾后老卤及冻卤中的锂、硼等元素,对西台吉乃尔盐湖析钾后老卤和冻卤展开了25℃等温蒸发实验,采用化学分析、X射线粉晶衍射等方法对析出固体矿物的含量及物相进行了分析,并依据Li^(+),Mg^(2+)∥Cl^(-),SO_(4)^(2-)—H_(2)O四元体系25℃介稳相图对盐类析盐路线进行了理论分析。结果表明,析钾老卤蒸发过程主要析出钠石盐、光卤石、水氯镁石、四水泻盐和一水硫酸锂,其中Li^(+)富集到5.4 g/L左右时开始析出锂盐,而硼富集到46.73 g/L时仍无明显析出;冷冻后老卤蒸发过程中可获得较高品质的水氯镁石,冷冻脱硫后可以提高Li^(+)的富集浓度,但最终仍有一水硫酸锂析出。该老卤25℃的蒸发析盐规律与Li^(+),Mg^(2+)∥Cl^(-),SO_(4)^(2-)—H_(2)O四元体系25℃介稳相图基本一致。

西台吉乃尔盐湖兑卤卤水10℃和30℃蒸发析盐规律

文章采用沸腾蒸发—等温平衡法,综合运用Na^(+)、Mg^(2+)、K^(+)∥Cl^(-)、SO_(4)^(2-)-H_(2)O五元水盐体系15℃和25℃下的介稳相图理论分析、固液相化学组成检测以及粉末X射线衍射(PXRD)固相鉴定,确定了西台吉乃尔盐湖兑卤脱钠后的卤水在10℃和30℃下的蒸发析盐路径和析盐规律,并探究了平衡液相p H值和密度随蒸失水率的变化趋势。相图理论分析和固相鉴定结果表明,西台吉乃尔盐湖析钾点卤水与老卤兑卤脱钠后的卤水在10℃和30℃下的蒸发析盐过程随蒸失水率的增加,氯化钠析出占比不断减少,平衡固相中氯化钠含量最低可低至1.83%,兑卤后卤水的蒸发过程为Car、KCl、Bis、Eps或Hex共析过程,说明通过兑卤脱钠和蒸发结晶的耦合有利于制备高品位的钾镁混盐,为盐湖卤水中钾资源的高效提取和盐湖化学资源的综合利用提供基础数据。

西台吉乃尔盐湖卤水锂硼的迁移规律

针对西台吉乃尔盐湖卤水,采用沸腾蒸发—等温平衡法,对10℃和30℃下卤水蒸发析盐规律进行探究,基于Na^(+)、Mg^(2+)、K^(+)∥Cl^(-)、SO_(4)^(2-)—H_(2)O五元水盐体系15℃和25℃相图对该卤水蒸发析盐路径进行理论分析,确定10℃和30℃下的平衡固液相组成并对其中的锂硼资源元素迁移规律进行了研究。

西台吉乃尔盐湖开发工艺及工业化现状

详细阐述了西台吉乃尔盐湖资源开发利用工艺流程,介绍了其盐湖卤水生产的碳酸锂、硫酸钾镁肥、硫酸钾、氧化镁及精硼酸等紧俏无机化工产品,针对开发过程中存在的问题,提出了未来发展方向。

西台吉乃尔盐湖尾盐溶矿试验分析

西台吉乃尔盐湖钾肥车间,经多年的生产,现母液盐田已堆放有大量的尾盐和母液。在尾盐中含有大量的钾资源,没有及时得到回收利用,造成资源的浪费,通过尾盐溶矿实验,结合25℃时K^+,Na^+,Mg^(2+)//Cl^-SO_4^(2-)-H_2O五元水盐体系介稳相图,研究了利用生产车间的尾盐溶矿、兑卤进行生产光卤石矿的过程,对尾盐、母液、尾盐溶矿卤水进行了化学成分和相图分析,研究结果对生产车间综合利用尾盐,从而获取光卤石矿,生产氯化钾具有重要的实际指导意义。

青海盐湖卤水锂资源开发利用及产业发展对策——以东、西台吉乃尔盐湖为例

锂资源作为21世纪的战略性能源资源,随着科学技术的发展,国内外锂及其产品的需求与日俱增,它对国家的经济和安全具有重要的意义。本文以青海东、西台吉乃尔盐湖为例,介绍了东、西台吉乃尔盐湖锂资源概况以及开发利用状况,指出要实现青海盐湖锂资源的可持续开发利用,同时要从以下几方面协同发展等。