基于文献计量的盐湖研究进展及前沿态势分析

基于web of science和知网数据源,利用Derwent Data Analyzer,VOSvievwer和Incites对1960—2022年盐湖相关文献进行计量分析,以深入了解国际和国内盐湖研究进展和发展趋势。分析得出近60多年盐湖研究发文量整体上呈先稳定后增加的趋势;盐湖相关研究国际发文数量最高的期刊是International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,国内发文量最高的期刊是《盐湖研究》。美国和中国是盐湖研究的核心力量,两者的总发文量、总引频次和高被引论文数均居前2位。盐湖研究领域发文量最高的机构是中国科学院,其隶属单位青海盐湖研究所发文量占比最高。国际文献作者前15位中8位来自中国。国际和国内研究热点演进分析得出今后盐湖资源的分离和提取将得到持续关注,高被引文章分析说明近年来盐湖研究关注最多的为盐湖资源的分离提取,尤其是锂资源。整体而言,有关盐湖研究还在不断拓展和延伸,未来我国应在文章质量、研究方向布局和影响力上继续提升,发挥国内盐湖研究的对外影响力。

全新世以来察尔汗盐湖沉积物的OSL年代学研究

察尔汗盐湖沉积物记录了柴达木盆地晚更新世以来的环境演化信息,但全新世以来沉积剖面的研究比较稀少且相关年代数据也比较缺乏。在察尔汗盐湖别勒滩区段东部,别勒滩区段西部和达布逊区段东部的沉积剖面中各发现2层细碎屑夹层,采集了相应的光释光样品,以研究察尔汗盐湖全新世时期的沉积年代。结果表明,察尔汗盐湖达布逊区段东部剖面(DBX)的2个碎屑层分别形成于6.2 ka(8.90 m)和2.8 ka(1.96 m),别勒滩区段东部剖面的2个碎屑层分别形成于2.9 ka(3.20 m)和0.9 ka(1.40 m),别勒滩区段西部剖面的2个碎屑层分别形成于2.4 ka(3.10 m)和0.7 ka(1.50 m)。由于晚第四纪盐湖沉积松散且易溶造成样品的成分及来源复杂等影响,造成了剖面OSL数据远小于14C、U-Th测年数据(8~9 ka)。3个剖面沉积速率计算表明,察尔汗盐湖达布逊区段沉积速率大于别勒滩区段,而别勒滩区段东部的沉积速率高于西部,察尔汗盐湖与东台吉乃尔盐湖的沉积速率整体上保持一致。

察尔汗盐湖含钾盐储层介质渗流-溶解过程中物性参数变化特征研究

察尔汗盐湖低品位固体钾盐资源丰富,是我国钾盐工业可持续发展的重要后备资源。充分了解储卤层中钾盐矿物的溶解机理有助于提高资源开采的效率。本研究以察尔汗盐湖浅部储卤层中含有不同钾盐矿物的3种典型钻孔岩芯为研究对象,通过室内渗流溶解实验,开展储卤层中固体矿物的溶解效率、孔隙度以及渗透性变化特征模拟研究。室内渗流-溶解实验结果表明,3种储卤层中的钾盐矿物溶出率皆近100%,其中主要含光卤石的岩芯样品溶解速度最快,含钾石盐岩芯次之,含杂卤石岩芯最慢。实验过程中,溶解反应后的储卤层固相骨架皆未塌陷,表明饱和NaCl卤水起到了很好的保护作用。由于石盐析出和不溶矿物的运移堵塞,3种岩芯的孔隙度皆降低,其中含光卤石岩芯孔隙度降低了26%,含钾石盐岩芯孔隙度降低了20%,含杂卤石岩芯孔隙度降低了32%。受控于盐类矿物溶解、石盐的析出和不溶矿物的运移堵塞,各储卤层岩芯渗透性降低幅度为40%~70%,降幅显著。

世界级盐湖产业基地标准体系架构研究

盐湖资源是青海的第一大资源,也是国家战略性资源。盐湖产业在保障粮食安全、能源安全等方面至关重要。然而,目前国内外盐湖产业界尚无统一的标准体系,不利于推进“加快建设世界级盐湖产业基地”的顶层设计。论文归纳梳理了全球盐湖产业相关的现行标准,系统分析了青海盐湖产业相关标准的现状和地位,初步构思了世界级盐湖产业基地标准体系基本框架,提出了加快推进世界级盐湖产业基地标准体系建设的若干措施建议。研究工作切实发挥好标准化对建设世界级盐湖产业基地具有支撑和引领作用,规范和引导盐湖产业创新发展,深入落实国家标准化有关政策要求都具有参考意义。

柴达木盆地那棱格勒河及其尾闾盐湖铷、铯物源和富集过程研究

铷、铯作为关键金属矿产,在诸多高新科技领域具有举足轻重的地位,其需求量逐年增加。柴达木盆地那棱格勒河及其尾闾盐湖中铷、铯含量较高,查明其物质来源和迁移富集过程,对柴达木盆地铷、铯关键金属成矿作用研究和资源增储具有重要意义。本研究以那棱格勒河流域的河水、地下水、沉积物、盐湖卤水和岩浆岩为研究对象,通过开展铷、铯元素含量分析,结合前人研究成果,探讨了那棱格勒河及其尾闾盐湖的铷、铯成矿作用。研究结果表明,湖区铷、铯元素含量表现为晶间卤水明显高于湖表卤水,且晶间卤水中铷、铯含量按照东台、西台、一里坪、涩聂湖的顺序逐渐降低。尾闾盐湖中高度富集的铷、铯与布喀达坂区域深部岩浆流体和高温水-岩反应有关,其以热泉的形式将铷、铯由深部携带至地表并通过洪水河-那河体系对湖区进行补给。补给过程中河水铷、铯的浓度受地下水输入、蒸发作用和沉积物吸附作用的共同影响,而湖区强烈的蒸发浓缩作用是盐湖卤水铷、铯发生富集的关键,沉积物对盐湖卤水长时间的吸附作用致使该区域具有形成沉积型铷、铯矿床的潜力。

青海省察尔汗盐湖区卤水中十二烷基吗啉的分布特征及变化规律

青海省察尔汗盐湖区钾肥生产目前主要使用的反浮选药剂是十二烷基吗啉(DMP),但目前对于察尔汗盐湖区卤水中DMP的浓度及分布特征尚不清楚。采集了察尔汗盐湖区33个采样点的卤水样(其中部分为淡水样),采用甲基橙分光光度法对水样中DMP浓度进行定量检测,分析湖区DMP浓度及分布特征。研究结果表明:(1)察尔汗盐湖区DMP浓度的空间分布呈现整体较低、部分地区出现高值的特征。(2)在湖区所采的不同类型水样中,DMP浓度呈现生产线卤水>盐田卤水>盐湖卤水>淡水≈采卤渠卤水的分布特征,质量浓度介于0.06~18.90 mg/L,平均值为2.16 mg/L。(3)卤水中DMP浓度受pH、电导率、Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)变化影响。

2010年至2019年中国国家自然科学基金资助中国盐湖研究项目分析

国家自然科学基金对学科发展具有扶持、引导作用,其资助情况能反映出学科发展态势、研究前沿和热点。以2010—2019年国家自然科学基金对盐湖研究的资助项目数据为分析对象,利用EXCEL、R Studio、VOSviewer等软件对资助年度、资助金额、依托单位、资助类别、项目名称、关键词等内容进行统计分析,揭示了国家自然科学基金对盐湖基础研究的资助力度、趋势、研究团队分布,发现当前盐湖热点研究方向包括盐湖相化学与溶液化学、盐湖资源分离与利用技术、盐湖资源综合利用技术、盐湖成盐规律与机制、盐湖锂资源利用技术、盐湖化学性质研究。

双咪唑离子液体体系从盐湖卤水中萃取锂的动力学研究

文章采用恒界面池法研究TBP-[C_(4)(mim)_(2)][Fe Cl_(4)]-MIBK体系从溶液中萃取锂的动力学过程。考察了搅拌速率、恒界面面积、温度、[C_(4)(mim)_(2)][Fe Cl_(4)]浓度、TBP浓度等因素对萃取速率的影响。实验结果表明,双咪唑离子液体体系萃取锂的反应主要发生在两相界面区域。萃取反应的表观活化能为E_(a)=13.671 k J/mol,萃取反应受扩散控制。TBP-[C_(4)(mim)_(2)][Fe Cl_(4)]-MIBK体系萃取锂的动力学方程为:R_(Li)=1.291×10^(-2)[Li+]^(0.995)[TBP]^(2.051)[C_(4)(mim)_(2)·FeCl_(4)^(-)]^(0.937)。

用于盐湖提锂的聚酰胺复合纳滤膜制备及其性能研究

纳滤膜技术以其环境友好、装置集成度高和智能化控制等优势,在卤水锂资源绿色开发领域具有良好的应用前景。实验通过添加聚乙烯醇对纳滤膜功能层进行改性,考察了聚乙烯醇相对含量对纳滤膜性能的影响。结果表明,聚乙烯醇参与界面聚合反应,纳滤膜功能层O/N比增加,聚乙烯醇分子链间氢键作用降低纳滤膜表面粗糙度。羟基官能团的引入有效改善纳滤膜材料亲水效果,膜面羧基密度随聚乙烯醇相对添加量的增加逐渐增加。聚乙烯醇改性纳滤膜截留效果优异,纳滤膜对镁离子的截留率高于95%,锂离子截留率低于-44%,不可逆通量衰减指数低于15%。聚乙烯醇改性纳滤膜材料具有较好的镁锂分离选择效果及抗污染能力,为用于盐湖卤水镁锂分离国产化纳滤膜材料的开发提供新思路。

青海盐湖初级碳酸锂产品制备高纯金属锂研究

在分析工艺原理的基础上 ,直接利用青海察尔汗别勒滩地区盐湖晶间卤水提取制备的粗品碳酸锂为原料 ,选用复合助剂 ,采用真空热还原 蒸馏技术 ,以CaO和Al2 O3的混合物为助剂 ,在 10 0 0℃ ,0 .13～ 1.3 3Pa真空下反应 5h ,制备了纯度≥ 99.95 %的高纯金属锂 ,其纯度可满足一般锂电池和锂合金对金属锂的纯度要求 ,而且生产过程能耗低、无污染、产品纯度高、收率高、工艺流程短、设备简单 ,具有明显的成本竞争优势。

南翼山深部卤水蒸发结晶过程中铵、钾共析行为研究

高铵卤水的蒸发过程中通常会形成掺杂NH+4的钾石盐和光卤石等含铵盐类。固溶体或复盐被用于解释铵和钾在光卤石中的共析出现象。然而,NH_(4)^(+)进入光卤石矿床的机制一直未得到更好的理解。重新审视这一问题,对于深入了解蒸发岩中NH+4的地球化学行为具有重要意义。本研究从相平衡实验和热力学建模方面重新审视了KCl+NH_(4)Cl+MgCl_(2)+H_(2)O四元体系中光卤石(推测是KMgCl_(3)·6H_(2)O、NH_(4)MgCl_(3)·6H_(2)O、K_(2)NH_(4)Mg_(3)Cl_(9)·18H_(2)O、KNH_(4)Mg_(2)Cl_(6)·12H_(2)O和光卤石型固溶体)与水相的平衡。此外,对南翼山地下卤水进行室温蒸发实验,并与相平衡结果进行比较。本文模拟和实验结果均显示在298.15 K时该体系会形成富钾和富铵两种类型的光卤石固溶体,不形成纯盐相KCl、NH_(4)Cl及复盐相KMgCl_(3)·6H_(2)O和NH_(4)MgCl_(3)·6H_(2)O。南翼山卤水实际蒸发实验、相平衡实验和模型模拟结果一致,表明南翼山深部卤水蒸发过程形成了富含铵的光卤石固溶体,而不是新的光卤石型复盐。本文研究结果对于南翼山深部卤水钾资源开发利用提供了基础理论支撑。

盐湖水氯镁石合成三方硼镁石的结晶机理及动力学研究

硼酸镁是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、陶瓷和塑料高分子等行业中。针对活性MgO合成三方硼镁石成本高等缺点,以盐湖水氯镁石为镁源、五硼酸钠(或硼酸和氢氧化钠)为硼源,开展了水热法快速合成三方硼镁石的实验研究。采用动力学方法和拉曼光谱技术对其结晶机理及动力学进行了探讨。结果表明,温度、原料物质的量比对合成三方硼镁石影响较大,当温度为25℃或室温、五硼酸钠和氯化镁物质的量比为1∶8时,三方硼镁石的合成时间短、纯度高。水氯镁石的加入可促进五硼酸钠碱金属溶液中的B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)缩聚反应生成B_(6)O_(7)(OH)_(6)^(2-),对应溶液则转化为碱土金属硼酸镁过饱和溶液,有利于六硼酸镁盐难溶化合物(三方硼镁石)的结晶析出,晶体生长机制为多核表面反应控制。该研究提供了一种三方硼镁石快速合成的方法,工艺简单且成本低,同时对盐湖镁资源综合利用也具有一定的指导意义。

青海可可西里东部盐湖水化学及沉积特征初步研究

2008 a夏对可可西里地区东部4个新发现的盐湖,进行了卤水水化学组分、矿物组成及其石盐元素含量分析。结果表明,该区水体卤水矿化度高,湖表卤水富硼锂等组分。通过对化学组分及水化学特征系数的研究,卤水的水化学类型主要为硫酸镁亚型和硫酸钠亚型。卤水pH值随着矿化度的增加而降低。Na+、Cl-含量与总矿化度呈正相关,SO42-"与矿化度呈负相关。Li与Mg物源、迁移规律近似。本区盐类沉积物以石盐为主,石盐中Si、Al、Fe、Sr含量低,其间相关性好,物质来源可能为周围岩石风化。布查盐湖盐类沉积存在少量硬石膏、半水石膏和铁白云石,表明布查盐湖的盐类物质来源很可能与地下热水作用有关。

青海西宁蚂蚁沟水库沉积物的重金属分布与生态风险评价研究

水库对保障人们的生产生活发挥着重要的作用。目前对青藏高原上水库沉积物中重金属的研究仍比较缺乏。位于青藏高原最大城市的蚂蚁沟水库(MR)是研究人类活动对水库环境影响的一个典型案例。文章研究了重金属(As、Cd、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Sb和Zn)在水库沉积物和表土中的分布、污染程度和生态风险。所有重金属的平均浓度都超过了其相应的背景值。Igeo(地积累指数)和EF(富集系数)表明,在22%的采样点中,Cd表现出中等程度的富集。mCd(修正后的污染程度)表明,90%的采样点为中度污染水平。RI(潜在生态风险指数)显示,近一半的采样点表现出中度的生态风险。Cd的来源与MR周围的城市地区和工业区的人类活动有一定联系。我们的研究结果表明,MR沉积物的重金属污染并不严重,但MR周围的人类活动应该在未来得到更多的关注。该研究结果将为青藏高原上水库的生态环境保护提供一定参考价值。

青海柴达木盆地盐湖硼同位素地球化学研究

采用石墨涂样技术和Cs_2BO_2^+离子的热电离质谱法研究了青海柴达木盆地盐湖的硼同位素组成。盐湖卤水的平均δ^(11)B值为9.6‰,它与卤水的pH值、硼浓度、B/Cl比值及硼的来源等许多因素有关,是多种因素共同作用的结果.根据δ^(11)B值的高低,柴达木盆地盐湖可分为3个地带,3个地带的δ^(11)B值存在明显的差别。

盐湖卤水中硼酸盐化学形态及Raman光谱定量分析

我国青藏盐湖以富含硼锂而著称,卤水中硼化学赋存状态随湖水化学类型的不同而发生变化,其中以硫酸盐型盐湖卤水中硼酸盐的存在形式变化最为复杂,卤水蒸发过程一般不以固体盐形式结晶析出,而是以多硼物种形式富集于氯化镁饱和老卤中,表现出严重的过饱和性,对后续锂盐和镁盐的分离提取影响较大。开展盐湖卤水体系中硼酸盐化学形态、分布规律及离子间作用机制等溶液化学研究对盐湖资源高效开发具有重要的意义。相比常规拉曼光谱技术,拉曼积分球基于拉曼散射原理可极大地提高激发光的使用效率和拉曼散射信号,对硼酸盐溶液结构检测具有拉曼响应信号强、检出限低、信噪比高等优点,为盐卤复杂体系硼酸盐化学形态的定量分析奠定了基础。利用拉曼积分球开展了盐湖卤水硼酸盐化学形态研究,阐述了卤水蒸发过程多硼酸根离子的变化规律;同时借助响应曲面法进行实验设计与优化,建立了共存盐类干扰回归模型用于盐湖卤水中单硼物种B(OH)_(3)的准确测定。结果表明,盐湖卤水浓缩过程中硼不断聚合生成多聚度硼酸根离子如B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)和B_(6)O_(7)(OH)_(7)^(2-)等,硼的化学形态变化规律与碱土金属如MgCl_(2)-MgO-2B_(2)O_(3)-H_(2)O体系中硼物种变化一致,但与碱金属溶液体系物种变化差别较大。回归模型对卤水中正硼酸B(OH)_(3)定量分析的相对误差小于5%,准确度较高;阐明了蒸发浓缩过程中B(OH)_(3)物种分布的变化规律,从定量视角初步阐述了卤水富集过程硼酸根离子间的聚合作用关系,可为后续开展盐卤体系多硼物种分布及作用机制研究提供新思路、新方法。

氯化锂溶液中钾离子的吸附分离研究

作为初级原料的氯化锂产品因钾、钠、钙等杂质含量过高,直接影响了氯化锂及由氯化锂制备的金属锂的应用和系列产品的开发。采用静态吸附法研究了由水热法合成的硅铝酸盐分子筛在氯化锂溶液中对钾离子的吸附分离性能,考察了接触时间、温度、不同钾离子初始浓度、溶液pH、离子强度等对分子筛吸附钾离子的影响,研究分析了分子筛对钾离子的吸附动力学和吸附热力学。结果表明:分子筛对钾离子有较高的选择吸附性且吸附速率快,在溶液初始钾离子浓度为0.005 mol/L、温度为25℃的条件下,30 min后分子筛对钾离子的吸附量为56 mg/g,接近吸附平衡容量;溶液中初始钾离子浓度、离子强度直接影响着分子筛对钾离子的平衡吸附量。通过动力学及热力学分析得知,分子筛对钾离子的吸附更符合Freundlich吸附等温模型且为放热反应,低温有利于吸附的进行;吸附反应过程符合准二级动力学模型,吸附反应速率由多个控制步骤共同决定。同时,分子筛对钾离子有较好的解吸效率,可循环吸附。