西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水自然蒸发析盐规律研究

盐湖卤水中蕴藏有许多重要的无机盐资源,是多种无机化学品的重要来源。当雄错盐湖是我国藏北高原典型的碳酸盐型盐湖,卤水中蕴藏有丰富的锂、钾、硼等盐类,当地气候条件非常适宜采用盐田相分离技术进行盐湖卤水的综合开发和利用。本文以Na+,K+/CO32-,SO42-,Cl--H2O五元体系(25℃)介稳相图为指导,通过对当雄错盐湖卤水在湖区现场开展自然蒸发实验研究,考察了卤水中Li、K、B等元素的浓缩富集规律,获得了卤水夏季自然蒸发结晶路线及析盐次序为石盐、水碱、天然碱、钾石盐、钾芒硝、硼砂和碳酸锂,同时分析了夏、冬季卤水自然蒸发浓缩析盐规律的区别,为指导西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水的综合开发利用提供了盐田工艺设计基础和理论依据。

西藏扎布耶盐湖碳酸盐型卤水15℃等温蒸发实验

西藏扎布耶盐湖碳酸盐型卤水中富含特种元素Li、B、K和微量元素Rb、Cs、Br等。为了更好地了解卤水在自然条件下的蒸发结晶规律,需对相应卤水进行低温室内等温蒸发实验研究。实验取扎布耶夏季复杂成分卤水作15℃等温蒸发实验。结果表明:在低温蒸发状态下,锂以天然碳酸锂形式在整个蒸发过程中分散沉淀,固相最高含量仅达2.0%,因此难以获得较高品位的富锂混盐;硼在全蒸发过程中以硼砂形式自然沉淀。当卤水高度浓缩(蒸失率达97.9%以上)时大量析出并与典型冷相矿物泡碱紧密共生,固相中硼砂含量最高可达15.64%;钾以氯化钾和钾芒硝形式沉淀,在蒸发浓缩的全过程中均有不同程度析出,固相含量在9.49%～34.44%之间波动。

西藏朋彦错盐湖碳酸盐型卤水15℃等温蒸发实验研究

通过开展朋彦错盐湖夏季卤水15℃等温蒸发实验,参考Na^+,K^+∥Cl^-,SO_4^(2-),CO_3^(2-)-H_2O五元体系25℃介稳相图,获得了卤水在蒸发过程中Li、K、B、Na等元素的浓缩富集规律及各盐类矿物的析出顺序。结果表明,朋彦错盐湖卤水在15℃等温蒸发过程中,先后析出菱镁矿和芒硝矿物,最后析出少量含K和B矿物。K和B分别以钾芒硝和硼砂的形式少量沉淀析出,氯化钠在整个过程中持续析出。Li在整个蒸发过程中未见析出,处于持续富集状态。

西藏藏北某盐湖卤水5℃等温蒸发实验研究

西藏藏北某碳酸型盐湖卤水富含有价元素Li、K、B和微量元素Rb、Cs等。为更好地了解该盐湖卤水在自然条件下的蒸发结晶规律,根据当地气候条件等,需对相应卤水进行低温室内等温蒸发实验研究。实验对该碳酸型盐湖夏季卤水进行了5℃等温蒸发实验,并参考Na+、K+//Cl-、SO24-、CO23-—H2O五元体系(25℃)介稳相图研究了该卤水5℃等温蒸发过程中盐类结晶路线和析出规律,结果表明:通过前处理工艺,有效改善了原卤组成和析盐行为,使锂的富集更为集中,实际析盐顺序为:NaCl、NaK3(SO4)2、Li2CO3和KCl,为该碳酸型盐湖卤水的综合开发利用提供了重要的依据。

西藏当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发实验研究

西藏当雄错盐湖位于藏北高原腹地西南侧,其水化学类型属典型的中度碳酸盐型,具有很好的工业开发前景和价值。自然蒸发是盐田日晒工艺的应用基础工作,本文基于室内卤水等温蒸发实验的相关结果,在当雄错湖区现场开展了盐湖卤水冬季日晒蒸发实验,通过考察碳酸盐型盐湖卤水在现场低温条件下自然蒸发过程中液相各元素的富集规律以及矿物的结晶析盐规律,分析了锂、硼、钾等元素的集散行为,并根据卤水蒸发过程中的元素富集、蒸失水量、盐类析出顺序、矿物组合以及物化性质的变化探索了盐类分离的控制条件。以Na^+,K^+/CO_3^(2-),SO_4^(2-),Cl^(-)-H_2O五元体系(25℃)介稳相图为参考依据,绘制了当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发的结晶析盐路线。实验结果表明,当雄错盐湖卤水在冬季日晒蒸发过程中依次析出石盐、泡碱、天然碱、硼砂、钾石盐和扎布耶石,另有少量芒硝和泡碱等低温产物会提前析出或被母液夹带析出,利用冬季低温蒸发可制取富锂卤水,蒸发后期的母卤还可用于提取硼砂和钾石盐等矿物资源。实验结果为下一步开展盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,同时也为碳酸盐型盐湖卤水的综合利用和开发提供了理论支持。

西藏扎布耶盐湖卤水冬季制卤试验研究

本实验因地制宜,在充分利用西藏高原上独特的冷资源和优越的太阳能资源的前提下,采用天然多级冷冻分离和自然日晒富集相结合的思想指导实验操作。实验中,将扎布耶盐湖卤水天然冷冻后进行固液分离,分离后的余卤再日晒浓缩,然后进行下一级次冷冻分离,总体呈多级螺旋式推进。实验结果表明,Li+浓度为0.957g/L的初卤经多级冷冻日晒后,液相中Li+浓度可达7.97g/L,比用自然日晒法所获得的最高值2.8g/L高出近2倍,卤水中CO2-3含量由初卤的20.2%降至11%～14%。该实验成果使下一步大规模工业Li2CO3生产所需的优质原料卤水的制取成为可能,并为完整优化工艺流程的建立提供了科学的实验依据。

当雄错盐湖卤水提钾盐田日晒工艺扩大试验研究

西藏现代钾锂硼特种盐湖的钾盐开发将对我国钾盐需求形成有利补充。本文首次采用蒸发结晶、分步分离的方法,进行了当雄错盐湖碳酸盐型卤水提钾多级盐田日晒工艺扩大试验研究。通过对卤水蒸发析盐全过程做化学分析和物料衡算,确定了钾、硼等重要无机元素的成盐类型和析盐阶段,以及锂、铷等稀有元素的富集规律,最终获得了较高品位钾混盐和高浓母卤,并取得了大量第一手数据资料,为今后实现当雄错盐湖卤水钾盐资源的产业化开发提供了切实可靠的中试基础和设计参考。

三元体系Li^+,K^+/CO_3^(2-)-H_2O 298.15 K稳定相平衡研究

利用等温溶解平衡法研究了三元体系Li^+,K^+/CO_3^(2-)-H_2O在298.15 K下的稳定相平衡关系,测定了该体系的溶解度数据以及平衡液相的密度、pH和折光率等重要物化参数,并根据实验数据绘制了相图及对应的物化参数-组分含量变化图。实验结果表明:该三元体系既无复盐也无固溶体生成,相图属于简单共饱型,即由1个共饱点、2条单变量曲线和2个固相结晶区组成,结晶区分别对应Li_2CO_3和K_2CO_3。K_2CO_3对Li_2CO_3有显著的盐析效应。平衡液相的密度和折光率随溶液中K2CO3含量的变化呈现相似的变化规律。研究结果对完善含锂、钾卤水体系的热力学数据和实现富锂、钾卤水的综合开发利用具有实际意义。

世界天然碱矿床资源分布、成矿因素及找矿远景

【研究目的】天然碱矿主要用于制纯碱,和合成碱相比,具有绿色环保、成本低的优势。其下游产业遍布各个领域,如玻璃、医药等。光伏等新能源产业的蓬勃发展给纯碱带来了新需求。中国是纯碱消费大国,天然碱或成为稀缺资源。天然碱矿是一种蒸发岩矿床,成矿过程具有重要的研究意义,国内蒸发岩矿床研究领域对天然碱矿的关注较少。理清世界天然碱矿产资源类型、分布特征,总结碱矿成因对深化中国天然碱矿成矿规律研究、预测找矿远景、寻找天然碱矿床具有积极意义。【研究方法】搜集已公开发表或出版的天然碱矿床资料,对世界典型矿床区域概况、物源、成因等内容进行系统总结。【研究结果】绝大部分天然碱矿床分布于北美洲、亚洲和非洲,主要形成于新生代。类型以现代天然碱矿床居多,古代天然碱矿床较少,但资源规模大。古代天然碱矿以美国绿河组、河南泌阳凹陷安棚天然碱矿最为典型,现代天然碱矿以肯尼亚马加迪湖和内蒙古查干诺尔泡碱矿床为典型。【结论】天然碱矿需要在封闭的构造环境、干旱的气候条件、充足的碳酸钠型卤水补给等成矿因素耦合条件成矿。与其他蒸发岩不同的是,维持碳酸钠型卤水所需的CO_(2)来源具有复杂性。中国天然碱矿找矿远景应聚焦内蒙古第四纪盐湖、白垩纪封闭凹陷,以及河南始新世白云岩、油页岩发育的封闭盆地等地。积极开展天然碱矿成矿理论研究和找矿工作具有重要意义。

西藏扎布耶盐湖卤水273K等温蒸发实验

西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na+、K+//Cl-、CO2-3、SO2-4—H2O五元水盐体系298 K相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。