富锂硫酸盐型盐湖卤水蒸发实验研究进展

随着“双碳”目标的提出,锂在新能源材料领域中的应用受到高度关注,锂的需求呈现爆发式增长。世界锂资源以矿石锂和盐湖锂为主,盐湖锂因其储量大成为未来锂资源开发的重点,因而占比最大的硫酸盐型盐湖成为焦点。因盐湖卤水组成差异较大,叠加硫酸盐型盐湖特殊属性,使得锂在盐田蒸发阶段存在多种结晶形式而造成损失,增加了锂的有效富集难度。总结了前人针对富锂硫酸盐型盐湖的蒸发实验研究结果,结合相图分析总结富锂硫酸盐型盐湖蒸发结晶析盐规律,重点关注锂的浓缩状态及析盐结晶形式,为硫酸盐型盐湖锂资源开发提供参考。     

含溴盐湖卤水自然蒸发析盐规律研究

本文以Na+、K+、Mg2+//Cl--H2O四元水盐体系(25℃)平衡相图为指导,进行某含溴的氯化物型盐湖卤水的自然蒸发析盐规律研究,考察了卤水中K、Br等元素的富集规律,获得了其自然蒸发结晶路线及析盐顺序,依次为石盐、钾石盐、光卤石,溴在蒸发过程中不断浓缩富集,至水氯镁石饱和时浓缩8倍。本试验为该类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。     

江陵凹陷地下卤水50 ℃等温蒸发研究

对江陵凹陷地下卤水进行了50 ℃等温蒸发实验。结果表明,江陵地下卤水在50 ℃等温蒸发过程中的析盐顺序为：氯化钠→氯化钠+氯化钾→氯化钠+氯化钾+氯化铵→氯化钠+氯化钾+氯化铵+硼酸,蒸发前期（蒸失率小于83.83%）只析出氯化钠,蒸发中期（蒸失率为83.83%~94.61%）开始析出氯化钾和氯化铵,蒸发末期（蒸失率大于94.61%）开始析出硼酸;微量元素锂、铷、铯、碘和溴高度富集于老卤中,有利于其综合利用。     

乌尊硝钾盐矿卤水自然蒸发实验研究

本实验通过对乌尊硝钾盐矿卤水进行自然蒸发实验,确定盐类结晶析出顺序和钾矿物的最佳分离点,取得卤水到达钾饱和点时KCl的含量以及不同阶段分离时光卤石中KCl含量等基础数据,对提高乌尊硝钾盐矿的盐田收率以及成矿品味提供依据。     

四川某地富钾卤水的发现及其成因和意义

四川某地新发现的富钾卤水，钾含量异常高，为世界罕见的液态钾矿资源，溴、碘、硼、锂等有用组份也远远超过综合利用工业品位。富钾卤水的成因为沉积变质和固相钾矿溶滤的复合，既具资源意义，又具有寻找固液态钾矿的指示意义。     

井盐卤水常压沸腾蒸发浓缩规律试验

研究了四川邛崃平落坝四井所产卤水在常压沸腾蒸发过程中蒸发浓缩规律及盐类析出规律,实测了蒸发过程中卤水的组成及质量浓度,并用物料衡算得到了卤水蒸发过程中体积变化、蒸发水量,以及氯化钠、氯化钾和硫酸钙的析出规律。     

江陵富钾卤水析钾过程中铷流失机理研究

江陵凹陷位于湖北省江汉盆地西南部,赋存有高温高压深层富钾卤水,该地下卤水矿化度约为 336.98 g/L,富含氯化钠、氯化钾及丰富的锂、铷、铯等微量元素资源,其中Rb+质量浓度为80 mg/L,达到工业开采价值。钾、铷为伴生元素,在蒸发浓缩的提钠及冷却结晶析钾过程中,铷会在液相中富集。实验研究发现,冷却析钾时铷与其他微量元素富集不同步,铷富集程度偏低,流失较严重,其流失率达12.28%。针对江陵富钾卤水冷却结晶析钾过程中铷流失机理进行了进一步研究。结果表明,铷流失主要是由铷和钾的类质同象造成的,该部分铷失率达9.66%,其次为包裹体和母液夹带,铷流失率分别为1.71%和0.91%。     

玛纳斯湖卤水自然蒸发析盐规律及硼、锂富集规律研究

以ISLEC软件模拟计算了新疆玛纳斯湖晶间卤水20 ℃自然蒸发的结晶路线,以模拟计算的结果指导在室内进行了自然蒸发实验,得出了与模拟计算一致的玛纳斯湖自然蒸发结晶路线。并研究了蒸发过程中硼、锂等微量元素的富集和分布规律。玛纳斯湖水室内自然蒸发时的结晶路线:①CaSO₄·2H₂O+NaCl;②CaSO₄·2H₂O+NaCl+MgSO₄·6H₂O;③NaCl+MgSO₄·6H₂O+KCl（少量）+KCl·MgCl₂·6H₂O;④NaCl+MgSO₄·6H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O+MgCl₂·6H₂O。ISLEC计算得到的光卤石矿中KCl的品位为14.24%,实验得到的光卤石矿中KCl的品位为10.59%。同时,蒸发过程中硼、锂未以固相形式析出,一直富集于卤水中,至蒸发结束约富集16倍,w（B₂O₃）约为1%,Li⁺约100 mg/L。依据自然蒸发结果,给出了湖水开发利用的建议,即先经过冬季冻硝脱硫再进行盐田晒卤以获取高品质的光卤石矿。     

吉兰泰盐湖卤水冻硝及冻硝母液蒸发析盐规律研究

随着盐湖资源长期开采,吉兰泰盐湖卤水逐渐老化,导致再生盐品质逐年下降。为解决卤水老化、SO₄ ^2-富集等问题,对吉兰泰盐湖所处的Na ⁺、Mg ²⁺∥Cl ^-、SO₄ ^2--H₂O体系,采用恒温冷冻法与强制蒸发恒温平衡法,对船采区卤水冷冻析硝和冻硝后卤水蒸发析盐规律进行研究。考察了冻硝温度、加水率、冻硝时间等因素对析硝率和SO₄ ^2-去除率的影响以及蒸发水率对蒸发析盐规律的影响。结果表明：船采区卤水加水率为8%（质量分数）时,卤水密度降至1.197 8 g/cm ³,在-10 ℃冷冻12 h,冻硝后的卤水密度为1.186 6 g/cm ³,卤水中SO₄ ^2-质量浓度降至8.84 g/L,芒硝析出率为73.76%;冻硝后卤水在25 ℃蒸发,卤水密度达到1.260 1 g/cm ³,氯化钠析出率为93.14%,析出固相中氯化钠纯度为96.23%。该研究为船采区卤水生产高品位再生盐的工艺优化提供了理论依据。     

鸭湖构造深部卤水自然蒸发实验研究

通过自然蒸发实验,对鸭湖背斜构造深部卤水进行了研究,得到了该卤水在自然蒸发过程中各元素富集规律及析盐规律。受高含量钙影响,卤水蒸发路线在K⁺,Na⁺,Mg²⁺∥Cl^--H₂O(25℃)介稳相图中偏移比较明显,可与Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^--H₂O(25℃,对NaCl饱和)介稳相图相结合对实验数据进行分析。卤水自然蒸发过程中矿物析出顺序为：石膏→石盐→光卤石→南极石→溢晶石;光卤石产量较小并且质量不高;锂最终浓缩至质量浓度约为2.9 g/L时,硼、锶、溴、碘、铷、铯等微量元素均有析出。实验数据和结论为针对该类型卤水进行更深入的综合开发利用研究提供了依据,如前期除钙后梯度提取硼酸、碳酸锂、溴素等产品。     

罗布泊卤水生产硝酸钾半成品工艺研究--相图分析及计算

提出了25℃NaCl饱和时Na^ ,K^ ,Mg^2 //Cl^-,NO3^-,SO4^2--H2O六元体系相图的表示方法，确定了有关点的液固平衡数据，并以此进行新疆罗布泊卤水矿制取硝酸钾半成品等温蒸发过程的分析研究，明确了该过程中盐的析出顺序为：NaCl,NaCl Na2SO4,NaCl Na2SO4.MgSO4.4H2O,NaCl Na2SO4.MgSO4.4H2O 3K2SO4.Na2SO4,NaCl Na2SO4 Na2SO4.MgSO4.4H2O 3K2SO4.Na2SO4 NaNO3.Na2SO4.2H2O计算出各种盐的析出量及蒸发水量，确定了利用新疆罗布泊卤水钾矿资源制取硝酸钾的工艺路线，对工艺研究有重要的指导意义。     

江陵地下卤水富集锂的变化规律研究

地下卤水、盐湖卤水及矿石中含有丰富的锂资源，锂的提取多从前两者中进行，所以需要对此进行合理的开发利用。主要对湖北江陵地下卤水蒸发浓缩过程中锂离子浓度的变化规律进行研究。首先对江陵地下卤水浓缩过程中的析盐规律和锂离子浓度变化规律分别进行研究。蒸发浓缩江陵地下卤水对其进行常量化学组成分析和锂离子浓度的测定。实验结果表明，氯化钠浓度随着蒸发率的增大先增大再减少，氯化钾浓度随着蒸发率的增大而增大。在蒸发率为34.80%时，氯化钠开始析出；在蒸发率为66.10%时，氯化钾开始析出。锂离子浓度随着蒸发率的增大而增大。确定析钾点并测出母液中各离子含量，继续蒸发母液研究浓缩过程中锂离子浓度的变化规律，为今后从江陵地下卤水中提取锂提供了基础数据。     

制镁原料盐湖老卤蒸发过程实验研究

为了充分利用青海丰富的镁资源,以25 ℃ Na+,K+,Mg2+//Cl--H2O四元水盐体系相图为理论指导,对察尔汗团结湖高镁卤水净化工艺蒸发过程进行实验研究,考察了高镁卤水蒸发过程杂质的析盐规律。在高镁卤水蒸发结晶过程中,以1 L高镁卤水母液为基准,当蒸发水量到达307 g时,液相中氯化镁含量达到33.697%（质量分数）,氯化钠含量可降至0.007%（质量分数）,氯化钾含量可降至0.134%（质量分数）,镁含量升高了3.412%,钠含量下降率达到91.86%,钾含量下降率达到19.28%。实验结果表明,蒸发结晶过程能使氯化镁溶液浓度提高,杂质离子K+、Na+和少量Ca2+被分离,起到高镁卤水初步净化作用,为制备高附加值镁系列产品的原料提供基础实验依据。     

柴达木盆地南翼山背斜构造区卤水自然蒸发实验

柴达木盆地南翼山背斜构造区卤水属高钙、低镁的氯化钙型卤水,微量元素硼、锂、锶、碘等含量相对较高,具有较高的综合利用价值。选取南翼山背斜构造区约3 000 m处深层卤水在自然状态下蒸发结晶,分析各种离子在固、液相中的分布规律、盐类结晶规律、结晶形态及微量离子的富集规律。结果表明:在室外自然状态下蒸发时,析出的盐中发现了不常见的异性结构的石盐、钾石盐和疑似K（NH₄）Mg₂Cl₆·12H₂O的类光卤石;石盐阶段和钾石盐阶段析盐规律符合Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-—H₂O 相图,钾石盐、光卤石、南极石阶段符合K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺//Cl^- —H₂O体系25 ℃简干图;微量离子中,Li ⁺、Br^-、I^-一直富集,其他离子在蒸发后期有不同程度的析出,三氧化二硼可以富集至18.77 g/L,Li⁺最高可以富集至6.520 g/L。蒸发所得的钾混盐是提钾优质原料,实验结果可以为后期综合利用提供参考。     

从江陵凹陷富钾地下卤水中提取硼酸

江陵凹陷地下卤水资源丰富,w（氯化钠）=23.3%、w（氯化钾）=1.4%、ρ（氧化硼）=2.48 g/L,均为工业品位的2倍以上。根据卤水中氯化钠浓度接近饱和的特征,通过蒸发析钠以浓缩富集硼,确定了最佳的浓缩倍数为4.0,氧化硼质量浓度由2.48 g/L富集到9.84 g/L;采用溶剂萃取法分离硼,在最佳条件下,单级萃取率为96.73%,反萃取率为98.81%;富硼反萃液经蒸发浓缩、酸化沉淀制取硼酸产品,其质量达到国家标准GB/T 538—2006《工业硼酸》的一等品指标要求,硼的总收率为82.63%。     

硫酸盐型卤水低温处理及其液相 蒸发析盐规律的理论研究

青海省碱北洼地晶间卤水为典型的硫酸盐型卤水,该地区夏季气候干燥炎热,冬季寒冷,为更好地了解该类型盐湖卤水在自然条件下的蒸发过程,以碱北洼地晶间卤水为研究对象,依据Na^+,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2－-H₂O （15 ℃）五元介稳体系相图,首先将原始卤水自然蒸发,在氯化钠饱和阶段取4组不同Mg2+值的卤水为冷冻实验样品,分别研究了在-7 ℃、-16 ℃下的冷冻过程。实验结果表明,液相中SO₄^2－、Na⁺以Na₂SO₄·10H₂O的形式析出,改变了液相组成,卤水液相组成点在相图中从软钾镁矾相区移动至氯化钾相区,再将分离后的液相分别蒸发,结果表明,卤水经过冷冻处理之后再蒸发后可以得到较多光卤石矿,对利用该类型卤水生产氯化钾具有重要意义。     

低品位含钾卤水蒸发结晶制备光卤石工艺研究

随着氯化钾生产规模的扩大,高品位含钾卤水资源过量消耗,而低品位含钾卤水采用传统的溶采-盐田晒制光卤石工艺因成矿周期长、成本高、操作复杂使盐湖企业难以为继。以低品位盐湖卤水为研究对象,以相图为指导,通过真空蒸发控速结晶工艺制备光卤石,研究快速结晶成矿技术。实验结果表明,采用蒸发结晶工艺可以制得氯化钾质量分数为13.82%~14.90%的光卤石产品,成矿周期较原工艺加快近1倍。实验考察了镁钾比例、蒸发水量等因素对光卤石产量和品位的影响,结果证实运用真空蒸发控速结晶技术制备光卤石是可行的。     

强制蒸发在大柴旦盐湖卤水提钾工艺中的运用

大柴旦盐湖由于地处草原带,蒸发量小,雨水较多,自然蒸发不能满足钾盐结晶要求,为此本文研究了强制蒸发在大柴旦盐湖卤水提钾工艺中的运用,结果表明,采用该工艺可获得KCI质量分数大于95.0％的优质氯化钾.