青海马海盐湖低品位固体钾矿室内溶矿实验研究

柴达木盆地马海盐湖浅部赋存有储量可观的低品位固体钾盐资源,通过水溶开采即固液转化的方法为企业10万吨/年的钾肥生产提供了资源保障。随着水溶开采工作的持续进行,目前马海钾矿区北部浅部固体钾矿的品位进一步降低,给盐田和选矿工艺的调整带来极大挑战。为使这部分资源得以充分利用,本文以马海盐湖钻孔9-13和9-3附近埋深0~3m的固体钾矿样品为研究对象,系统开展了室内溶矿模拟实验。实验结果表明:(1)在固体钾矿KCl品位较低时,适当提高溶剂的波美度,有利于K^(+)的溶出,提高溶出液中K^(+)的浓度。(2)溶剂中Na^(+)的浓度太低会溶解盐层骨架,而Na^(+)的浓度太高会导致结盐,生产中应根据钾矿层的实际情况,以满足溶出液K^(+)浓度含量达标为准调整溶剂的波美度。(3)随着马海矿区固体钾矿品位持续降低,当K^(+)的浓度达到盐田生产要求时,钠盐池卤水中Na^(+)的浓度会明显增加,卤水中SO42-相对浓度也相应增加,钠盐池阶段析出的石盐将明显增加,进入成矿池中卤水的组分也会发生明显变化,这可能会对盐田生产产生较大的影响。上述实验结果可为盐田生产时溶剂的优化提供参考。

现代盐湖低品位固体钾盐溶矿数值模拟研究——以察尔汗盐湖别勒滩矿区为例

察尔汗盐湖拥有2.96亿t低品位固体钾盐,这些资源相当于一个超大型钾矿。通过溶解转化技术将其转化成与盐层晶间卤水组成相似的富钾卤水,方可利用。本文采用PHREEQC软件对察尔汗盐湖低品位固体钾盐溶解转化过程进行了反向模拟,旨在定量研究该溶矿过程。通过模拟计算出了溶矿过程中主要矿物相的转移量,结果表明:溶矿过程中,每1 mmol L溶液中石膏析出量在10.85~12.97 mmol之间,石盐的溶解量在494.2~1616 mmol之间,杂卤石的溶解量在0.63~3.119 mmol之间,光卤石的溶解量在4.732~380.2 mmol之间,钾石盐的溶解量在63.64~387.6 mmol之间,方解石的溶解量在0.141~0.381 mmol之间,NaX与MgX_(2)发生的离子交换量在101.1~918 mmol之间。察尔汗盐湖地层中的主要钾盐矿物为杂卤石、光卤石和钾石盐,溶矿过程中这些矿物的溶解使溶液中K^(+)含量不断增加,不同溶矿区域液相中K^(+)浓度增加量不同,是盐层地质构造差异及钾盐矿物分布不均匀造成的;推测杂卤石的溶解是造成微量石膏析出的主要原因;溶剂含有浓度较高的MgCl_(2),NaCl与MgCl_(2)之间同离子效应及阳离子交换作用共同影响着液相中石盐的溶解度。

马海盐湖钾矿区北部矿段低品位地表固体钾矿开发利用主要方法

主要叙述了采用“低品位固体钾矿筛分脱泥”和“水溶开采”两种技术对马海盐湖钾矿区北部矿段低品位固体钾矿的开发情况及取得的实效,并对这两种技术的工艺过程进行了简明阐述。

马海盐湖北部矿段低品位固体钾矿中钾盐矿物的赋存特征及成因探讨

马海盐湖位于柴达木盆地中北部赛什腾凹陷内,其矿区北部矿段全新统固体钾矿大规模固液转化开采已稳定运行近十年,为钾肥生产提供了重要的资源保障。本文拟查明马海矿区北部矿段现阶段低品位固体钾盐矿物的类型和赋存特征,开展了矿物薄片鉴定、能谱扫描电镜和X射线粉晶衍射等分析测试工作,为水溶开采的可持续开发提供依据。研究发现:(1)杂卤石集中分布在70-79勘探线,以原生和后生交代成因赋存,且以前者为主。原生杂卤石呈片状、纤维状、粒状、纤维放射状和花瓣状集合体;后生交代成因的杂卤石呈浸染状和具石膏假象的毛毡状。(2)光卤石多分布在67-70勘探线,呈熔融状、他形粒状、裂纹状,与石盐、杂卤石、钾石盐等矿物共生。(3)钾石盐仅在72勘探线集中分布,呈自形-半自形立方单体,与光卤石、杂卤石、水氯镁石等矿物共生。(4)根据马海盐湖杂卤石赋存特征分析其成因可能为在气候干冷,流域补给水量减少,湖水大面积收缩和浓缩,矿区东南部富K^(+)、Mg^(2+)的硫酸镁亚型卤水与牛郎织女湖富Ca^(2+)的高盐度氯化物型卤水发生混合掺杂作用,形成了含钾镁钙硫酸盐型杂卤石钾盐矿物。高盐度氯化物型卤水在向东南部浓缩中心迁移渗透过程中,受蒸发和浓缩,便在研究区西北部形成了氯化物型光卤石、钾石盐等矿物。(5)需要根据杂卤石的赋存特征,制定相应的固液转化方案。

察尔汗盐湖霍布逊区段资源开采过程中储卤层系统变化特征研究

柴达木盆地察尔汗盐湖赋存储量可观的低品位固体钾盐矿,其主要的开发方式为液化开采。本文对比分析了霍布逊区段盐湖资源大规模开采前(2004年)和开采后(2011年和2019年)典型钻孔岩芯孔隙度、固体钾矿含量、卤水组分变化特征,评价了钾盐液化开采效率。结果表明:由于大规模采卤使得大量高矿化度卤水被带出,而低矿化度水体补给储卤层孔隙并溶解盐层中盐类矿物,使得储卤层孔隙率有逐渐增大趋势;卤水中主要组分KCl和NaCl浓度均出现降低现象,而MgCl_(2)则出现增加趋势,这主要与补水工程及补给水体中兑卤有关。在这期间,卤水矿中KCl品位下降幅度要小于固体矿床KCl品位下降幅度,说明卤水溶解了石盐层中大量固体低品位钾矿,提升了其KCl品位。本次研究对于优化霍布逊区段固体钾盐液化开采方案具有重要的指导意义。

察尔汗盐湖别勒滩矿区低钾原卤溶矿试验初步研究

文章以浅部固体钾盐为研究对象,尝试利用低钾原卤为溶剂,开展野外固液转化试验,分析其溶矿变化特征。试验结果显示:试验过程中试验区内水位显著上升,试验后6#试验渠卤水及探坑涌水中KCl含量上升、NaCl含量下降,原卤质量明显得到提升。此现象有力证明了低钾原卤作为溶剂可以将区域内的固体钾盐转化为液相。鉴于低钾原卤对于石盐是饱和的,且在含钾矿物的溶解过程中会析出石盐矿物,试验过程中不会大规模破坏盐层的骨架,不会对采卤设施造成影响。综上所述,采用低钾原卤作为溶剂实施固液转化的策略是可行的。