江陵凹陷富钾卤水开发与提取初探

江陵凹陷位于江汉盆地西南部的湖北省荆州市,其深部地层赋存有高温高压富钾卤水,该卤水资源在开发过程中遇到的主要问题是采卤过程中的结盐堵管。不考虑压力等其它因素,只探讨单一因素温度对氯化钠溶解度的影响,资料分析显示在50～150℃之间时,温度与溶解度线性关系较好。     

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。     

离子交换法从卤水中提取硼酸

中国很多的盐湖卤水中都富含大量的硼矿资源，从中提取硼酸的方法也有很多，如：酸化结晶法、沉淀法、萃取法、离子交换法等，其中离子交换法被认为是这些方法中最有前途的方法之一。综述了采用离子交换法从含硼盐湖卤水中提取硼酸的工艺原理和影响因素，列出了几种常用的提硼树脂，介绍了应用离子交换法从卤水中提取硼酸的现状。     

萃取法分离提取深层富钾卤水中的硼

采用溶剂萃取法分离提取江陵凹陷深层富钾卤水中的硼,研究了萃取剂种类、体积分数、萃取时间、萃取相比、反萃剂体积分数、反萃相比和反萃时间等因素对萃取和反萃取的影响。结果表明:2-乙基-1,3-己二醇是较合适的硼萃取剂;在以体积分数为15%的2-乙基-1,3-己二醇、35%异辛醇的混合醇为萃取剂,50%磺化煤油为稀释剂,萃取相比为1∶1,萃取时间为15min的条件下,硼单级萃取率达95%以上,实现了硼与卤水中钾、钠、钙和镁的有效分离;在反萃剂NaOH浓度为0.625mol/L,反萃相比为2.5∶1,反萃时间为15min的条件下,硼单级反萃率达94%;最优的反萃取条件在确保反萃率较高的同时,提高了反萃液中B2O3质量浓度,由原料的8.33g/L富集到反萃液的19.10g/L,有助于后续硼酸蒸发浓缩阶段能耗的降低。     

D403树脂从盐湖卤水中提取硼酸的探索试验

中国很多的盐湖卤水中都富含大量的硼矿资源，使用硼特效离子交换树脂从中提取硼酸是利用盐湖卤水中硼矿资源的一条重要途径。针对D403型硼特效离子交换树脂从盐湖卤水中提取硼酸的性能进行了探索试验，考察了该树脂对卤水中硼的吸附性能、洗脱性能，以及对卤水中钙镁等杂质离子的吸附洗脱性能。结果表明，D403树脂对卤水中硼的吸附量较低，但其在盐酸中的洗脱性能较好；对卤水中钙镁等杂质离子的吸附量不大，较易被去离子水洗脱。     

混合醇萃取盐湖卤水中的硼酸

以东台吉乃尔盐湖酸化析硼母液为原料,研究了异辛醇+异戊醇/磺化煤油为萃取体系从酸化析硼母液中萃取硼酸的试验,探讨了体积分数、酸度、相比和时间对萃取率和反萃取率的影响。在最佳工艺条件下,单级萃取率可达90%以上,经三级反萃后反萃取率达99%以上。由试验结果可知,混合醇的萃取率高于一元醇。     

从盐湖卤水结晶硼酸的新工艺研究

利用反应结晶原理,研究了室温酸化盐湖卤水直接结晶硼酸的新工艺。通过控制pH值、酸化速度、搅拌速度和加入添加剂等条件,维持卤水中硼酸的过饱和度,改善硼酸的成核速率和生长速率,而结晶出纯硼酸。进行了全流程循环试验,硼收率79％,对盐湖硼资源开发有重要意义。     

萃取法从盐湖卤水中提取硼

为加强从盐湖卤水中提取硼的研究,以青海西台吉乃尔盐湖卤水为原料,探讨了2-乙基-1,3-己二醇(EHD)/正辛醇(CA)/ExxsoL D80萃取体系对硼的分离效果。从萃取剂体积分数、酸度、萃取时间、相比、反萃取剂浓度、反萃时间等方面加以实验。确定了萃取过程的最佳实验条件:10%EHD-40%CA-50%D80,pH=2,萃取时间t=12 min,相比(O/A)=1,萃取温度为室温,硼的单级萃取率为98. 67%,3级逆流萃取率可达99. 91%。在萃取体系中加入协萃剂,减少了萃取剂EHD的用量,在保证萃取率的同时,可改善萃取剂的乳化问题,对实现以EHD为萃取剂的萃取体系提取硼的研究具有重要意义。     

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。     

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%。     

从高钙油田水老卤提取硼酸的研究

以青海高钙油田水老卤为原料,考察了萃取相比（有机相与水相的体积比）、异辛醇体积分数、反萃相比等因素对硼萃取和反萃的影响。结果表明：在以磺化煤油为稀释剂、异辛醇体积分数为50%、萃取相比为1、萃取时间为15 min条件下,经过3级逆流萃取,硼的萃取率达到93.22%;在盐酸浓度为0.1 mol/L、反萃相比为1、反萃时间为15 min条件下,经过3级逆流反萃,硼的反萃率达到98.25%。采用异辛醇萃取—盐酸反萃—高温蒸发-低温冷却—重溶-冷却—过虑洗涤—干燥的工艺,可制得符合GB/T 538—2006《工业硼酸》要求的硼酸产品。     

黑北凹地富钾地下卤水自然蒸发实验研究

黑北凹地位于阿尔金山山前,其富钾地下卤水储量巨大,该卤水以钠、氯含量占绝对优势。富钾地下卤水化学组成简单,易于提取,具有很好的开发利用价值。以该富钾卤水为研究对象,在现场进行了自然蒸发实验。通过实验发现,卤水经过较长的石盐（NaCl）析出阶段后,分别达到光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）和水氯镁石（MgCl₂·6H₂O）析出阶段,最后蒸干于南极石阶段,其析盐顺序为石盐—光卤石—水氯镁石—南极石;其中钾只以光卤石矿物析出,且析出阶段比较集中,在整个蒸发过程中氧化硼（B₂O₃）和锂则都在卤水中浓缩富集,没有析出。根据卤水蒸发过程中的析盐规律,其与K ⁺,Na ⁺,Mg ²⁺//Cl ^--H₂O（25 ℃）介稳相图相符,蒸发过程中的体系变化趋势为液相体系点在石盐相区逐渐向远离石盐相点的方向移动,到达石盐与钾石盐共饱线后沿此线向石盐、钾石盐、光卤石共饱点移动,后沿石盐、光卤石共饱线移动,最终蒸干于石盐、光卤石、水氯镁石共饱点。经过对整个蒸发过程中卤水pH及密度的变化规律进行分析,指出可以通过pH及密度的变化来控制卤水的制卤过程。通过该蒸发实验研究,将为黑北凹地地下卤水的提钾工艺实验和后期开发提供科学依据。     

2-乙基-1,3-己二醇从卤水中萃取硼酸

以青海察尔汗盐湖提钾后老卤为原料，以磺化煤油为稀释剂，从萃取剂浓度、酸度、相比、萃取时间、萃取等温线5个方面加以试验，获得了2-乙基-1，3-己二醇（简称二元醇）从卤水中萃取提硼的最佳试验条件，并与2-乙基己醇（简称一元醇）和磺化煤油的萃取体系进行比较，得出二元醇的萃取效果高于一元醇的结论。二元醇从卤水中萃取提硼的最佳试验条件：萃取剂体积分数50％，pH为2，有机相与卤水体积比为1：2，萃取时间10min，二元醇对硼酸的萃取容量为22g／L。     

采用钠硼解石生产硼酸的工艺研究

由青海大柴旦钠硼解石矿中提取硼酸，找出了最佳工艺条件，即：矿粒细度〈1．7mm，反应温度80～90℃，反应液酸度（pH）2～3，结晶温度20～25℃，反应液中硼酸质量分数15％～16％，蒸发过程镁离子质量分数〈4％，渣带失（以三氧化二硼计）质量分数〈2％。在此条件下对其工艺技术的稳定性、可靠性及适应性进行了研究。结果表明，硼的总收率达85％以上，利用本地资源生产硼酸，投资少，见效快。     

电氧化法地下卤水提溴探究及条件优化

通过设计包含三电极体系的电解槽,并严格控制工作电极电位,提出以电氧化的方法进行地下卤水中溴资源的选择性提取。对电氧化法地下卤水提溴的技术可行性、反应动力学模型、共存Cl^-和阳极液初始pH的影响以及最佳操作时间展开分析讨论。结果表明：电氧化法用于地下卤水提溴具备技术可行性,且反应遵循二级反应动力学模型。随共存Cl^-浓度的增加,Br^-的电氧化反应速率常数先增大后减小,Cl^-对反应可产生促进与抑制的双重作用：促进作用来源于随Cl^-浓度升高而增大的溶液总电导率,抑制作用来源于Cl^-与Br^-在石墨电极表面的竞争吸附;单位能耗随Cl^-浓度的增大而减小,电流效率相对不受影响。随阳极液初始pH的减小,Br^-的电氧化反应速率常数逐渐增大,电流效率与单位能耗相对不受影响。随电氧化操作时间的延长,Br₂提取率的增长速率逐渐降低,电流效率不断降低,单位能耗不断升高的同时其增长速率也不断增大;6~10 h为推荐的最佳的操作时间。     

盐湖卤水提硼萃取剂的研究进展

溶剂萃取法是一种有工业应用前景的盐湖卤水提硼方法,而萃取分离的核心问题在于萃取剂的选择。为此,本文综述了近几年国内外盐湖卤水提硼萃取剂类型及其萃取效果,按照萃取剂结构和萃取方法将提硼萃取剂划分为脂肪醇（包括一元脂肪醇和二元脂肪醇）、芳香醇、混合醇等三部分加以叙述,着重介绍了应用最广的两种萃取剂,即2-乙基己醇和2-乙基-1,3-己二醇的研究与应用情况。同时介绍了大量新型结构的?-二醇类萃取剂,指出了今后提硼萃取剂的设计合成的发展趋势,为盐湖卤水萃取提硼工艺开发中萃取剂的选择提供重要参考。     

溶剂萃取法从提锂后盐湖卤水中提硼的工艺研究

以青海东台吉乃尔盐湖提锂后卤水为原料,用2-乙基-1,3-己二醇分别与异辛醇、异戊醇组合的混合醇从卤水中萃取硼,从萃取剂体积分数、酸度、相比、萃取时间、萃取温度、饱和萃取容量、反萃剂浓度、反萃时间等方面加以实验,获得了混合醇从卤水中萃取提硼的最佳工艺条件:萃取剂体积分数30% ,水相pH为3,相比1:1,萃取时间10 min,最大饱和容量61.4 g/L(B2O3).并与一元醇进行了比较,得出混合醇的萃取效果远好于一元醇.