柴达木盆地西台吉乃尔盐湖矿区卤水水化学特征

西台吉乃尔盐湖位于柴达木盆地中部,矿区卤水中富含锂、钾、硼、镁等多种元素,极具开发价值。自2003年开始,矿区已开始进行大规模采卤,利用前人1959年和2001年两次勘查资料,从水化学角度分析和探讨了西台吉乃尔盐湖矿区未大规模采卤前卤水中各元素的分布规律和变化特征。研究表明,矿区西北部主要为氯化物型卤水,其余大部分地区基本为硫酸镁亚型卤水,我们推测地下卤水水化学类型的差异很可能与不同区域原始卤水的组成及补给水等因素有关。有益组分中,高含量的Li+、K+主要分布在矿区的西北部;B2O3的高含量区主要在矿区的中东部广大地区。赋存于孔隙卤水中K+、Ca2+、Mg2+、Li+、Cl-等元素的平均含量要高于晶间卤水;B2O3、Na+、SO42-等则低于晶间卤水;卤水矿化度、pH值和密度则相差不多。孔隙卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl--H2O四元体系介稳相图中的投影点接近光卤石相区;湖表卤水和晶间卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl-,SO42--H2O五元体系介稳相图中位于泻利盐、软钾镁矾和钾石盐的共结点附近,且分布比较集中;湖表卤水在演化阶段上存在较大差别;晶间潜卤水已普遍进入钾石盐析出阶段。研究还表明,西台吉乃尔湖湖水的水化学变化明显受季节变化的影响,而湖表卤水与地下卤水存在着一定程度的水力联系,这种联系的强弱和变化特征尚待进一步研究。     

西台吉乃尔盐湖采卤前的水动态背景

西台吉乃尔盐湖是一个特大型以地下卤水为主的多种有益组份共生的盐类矿床。根据卤水赋存状态,可分为地表卤水(湖水)、晶间潜卤水、孔隙潜卤水和晶间承压卤水4个卤水分层。晶间承压卤水层分布在湖区的广大地带,该矿层以厚度大、分布广、富水性强为其特征,是矿床主要的卤水矿层。观测孔高水位期多在9~10月,低水位期多在1~5月,全区平均水位2 681.34 m。     

察尔汗盐湖别勒滩西北边缘浅层晶间卤水Li含量分布特征的研究

别勒滩位于察尔汗盐湖西部边缘地区,与东台吉乃尔盐湖接壤,同处柴达木盆地拗陷中心,在整个柴达木盆地盐湖中也是Li元素相对富集的地段之一。该地段在距北岸10 km的范围内,Li平均含量为0.594 g/L,最高可达1.225 g/L,与东台吉乃尔盐湖晶间卤水中Li含量很接近,但Mg/Li比值高出东台吉乃尔盐湖2³倍。该地段Li的水平分布大致可划分为3个区域:Ⅰ区Li含量为1.03倍。该地段Li的水平分布大致可划分为3个区域:Ⅰ区Li含量为1.0¹.2 g/L;Ⅱ区Li含量为0.41.2 g/L;Ⅱ区Li含量为0.4⁰.6 g/L;Ⅲ区Li含量为0.20.6 g/L;Ⅲ区Li含量为0.2⁰.3 g/L,其变化趋势是由北向南逐渐降低。别勒滩干盐湖底部盐层形成于距今25 000 a,上部盐层成盐期大约距今15 000 a。别勒滩西部边缘的涩聂湖是在大约距今10 000 a左右形成的新的具有表面卤水的全新世盐湖,该湖也是别勒滩区段主要物质来源的汇集区和补给区。     

东昆仑山南、北两侧富锂盐湖成因的氢、氧和锶同位素指示

青海省富锂盐湖主要分布在东昆仑山南、北两侧,目前对于其水体来源和锂元素的富集规律存在较大争议。通过可可西里盆地富锂盐湖与周边淡水湖或咸水湖湖水中氢、氧同位素组成的对比,揭示富锂盐湖成因与特殊的物源补给有关;可可西里盆地和柴达木盆地中富锂盐湖的水体来源具有相似性,在锂的物源上可能与布喀达坂峰热泉水有关。锶同位素组成表明,那仁郭勒河河水是由100份昆仑山冰川融水与1份深部热泉水混合形成,而柴达木盆地富锂盐湖晶间卤水是由258份那仁郭勒河水与1份盆地西北部迁移卤水混合、蒸发和浓缩形成。总之,可可西里盆地富锂盐湖与沿断裂带以潜流形式或湖盆底部直接补给的热泉水有关,而接受热泉水补给的那仁郭勒河则提供了柴达木盆地东台吉乃尔湖、西台吉乃尔湖和一里坪盐湖近95%的锂元素。     

东台吉乃尔盐湖卤水比蒸发系数测定及回归方程

东台吉乃尔盐湖卤水属于Na+，K+，Mg(2+)／Cl，SO—H2O对五元水盐体系，体系比较复杂，卤水在蒸发过程中结晶的盐类繁杂，影响卤水蒸发率的离子较多，同时东台吉乃尔盐湖地处气候条件特殊的柴达木盆地腹地。本文配合开发东台吉乃尔盐湖卤水资源所采用的工艺要求，对不同阶段影响卤水蒸发速率的多种气象参数和卤水性质进行了比较详细的测定，并进一步建立了相应的回归标准方程。     

青海省尕斯库勒盐湖卤水水化学特征初步研究

通过尕斯库勒盐湖3种卤水(盐田卤水、晶间卤水和湖表卤水)的水化学成分、化学类型、相图研究,初步揭示了该湖不同类型卤水的水化学特征。研究表明,3种卤水的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO24-、HCO3-均比柴达木盆地盐湖平均值高,尤以盐田卤水为高,然而K+、Na+相对较低。微量离子均匀性:晶间卤水>湖表卤水>盐田卤水;主要离子均匀性:湖表卤水>晶间卤水>盐田卤水。卤水划分为硫酸镁亚型和氯化物型两类,没有发现硫酸钠亚型和碳酸盐型。其中,盐田卤水全部为氯化物型;晶间卤水既有硫酸镁亚型也有氯化物型,硫酸镁亚型占41.67%,氯化物型占58.33%;湖表卤水大部分为氯化物型。总体而言,卤水变质程度较深,其中盐田卤水变质最深,湖表卤水次之,晶间卤水变质程度较浅。盐田卤水、晶间卤水、湖表卤水在Na+,K+,Mg2+∥Cl-,SO24--H2O五元体系介稳相图中的位置差别较大,表明各类卤水在演化阶段上存在较大差别。     

东台吉乃尔盐湖基本地质特征及锂的分布规律研究

东台吉乃尔盐湖位于柴达木盆地中部,是我国众多盐湖中富含Li和B的盐湖之一。该湖与西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖和察尔汗盐湖别勒滩段构成了中国最大的现代盐湖锂矿床分布带。该湖地下晶间卤水分为上下两层,即Ⅰ、Ⅱ两个卤水矿层。化学组分,阴离子以Cl-为最高,其次是SO2-₄、CO2-₃、HCO-₃;阳离子以Na⁺为最高,依次为Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺;化学类型属硫酸盐型硫酸镁亚型。湖区水体主要由来自南部昆仑山脉的东台吉乃尔河补给。根据1998年在该盐湖的工作和前人的地质资料,对2000年前东台吉乃尔盐湖的湖区地貌、卤水的化学组成、Li的分布规律以及成盐年代进行了初步研究和探讨。     

青海察尔汗盐湖别勒滩区段晶间卤水全氮地球化学分布特征

氮是反映盐湖组成及盐湖环境的一个特征元素,全氮对于研究盐湖生物和有机地球化学具有重要意义。通过对察尔汗盐湖别勒滩区段晶间卤水全氮含量的分析,发现晶间卤水中全氮的含量相对海水、湖水等水体较高,全氮在不同钻孔不同深度上变化较大、随深度增加出现变大、变小和无变化3种变化趋势。空间上靠近涩聂湖和小别勒湖的钻孔中氮含量较低,可能与湖水补给有关。对比该地区卤水的矿化度、主要离子等指标发现,全氮受主要离子及矿化度的影响不大。同时结合盐湖晶间卤水中氨基酸的测试结果,发现全氮与氨基酸具有一定的相关性,表明在柴达木盆地别勒滩区段,全氮指标具有一定的有机地球化学指示意义。     

柴达木盆地盐湖卤水型锂矿源汇过程及流域水文地貌演化与成矿联系

锂是一种重要的能源金属,随着新能源汽车及储能材料的广泛应用,全球锂资源需求量快速增加,预计未来十年内中国锂资源年需求量超过百万吨。锂矿主要分为三种类型,硬岩型、卤水型和沉积型。我国卤水型锂矿集中分布于青藏高原盐湖区,其中柴达木盆地盐湖锂资源最为集中,开发程度最高,是我国重要的盐湖锂资源产业基地。柴达木盆地一里坪、东-西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖別勒滩区段卤水锂含量最高,是盆地主要的锂矿沉积区,流域锂资源的源-运-汇过程在盐湖卤水锂成矿中最具代表性,物质来源为那陵格勒河上游支流洪水河流域沿昆仑断裂分布的富锂热泉水补给,河水是携锂运移的主要载体,河水中的锂在出山口后历经多级冲积扇发生水岩反应(地表水/地下水转化与黏土矿物吸附/解吸)后到达尾闾盐湖区,最终蒸发浓缩富集成矿。同时,那陵格勒河流域中多级冲积扇的沉积演化制约着河流的摆动及锂的补给,导致尾闾盐湖成盐成矿时代和资源富集特征存在一定的差异,即成盐厚度东西端厚、中间薄,成盐时代西端老、东端新,而资源量东端富、西端少。因此,柴达木盆地中部富锂盐湖卤水矿床源-运-汇过程及那陵格勒河流域水文地貌演化研究是揭示尾闾盐湖成盐成矿及其空间差异联系的重要研究内容。     

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水组分区域分异特征

随着采卤活动的不断深入,西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水的化学组分也逐渐产生了区域分异。根据化学组成随时间变化特征,矿区可划分为5个不同区域:西北孔隙卤水区、孔隙卤水和晶间卤水过渡区、降落漏斗核心区、降落漏斗周围区以及地表水影响区。研究表明,地表径流并未对矿区地下卤水产生明显影响,亦即现有的补水模式没有产生明显的作用。因此,有必要重新探讨补水模式,从而使得固体矿有效地向液体矿转变。     

察尔汗盐湖首采区卤水溶解光卤石实验的初步研究

本实验的目的是为了查明察尔汗盐湖首采区卤水开来过程中固体钾矿层溶解的可能性。我们采用该区外围钻孔晶间卤水（Ⅰ１０，Ⅰ１３，Ⅱ２，Ⅴ１０，Ⅴ１２，Ⅴ１６，Ⅸ１孔）进行了溶解光卤石实验，从结果可看出其卤水中钾含量明显增加，从５．７５—１５．６０ｇ／Ｌ增至２４．１５—３０．００ｇ／Ｌ。这说明了在卤水开采过程中下伏固体钾矿层可以被溶解，进一步增加该区晶间卤水中的ＫＣｌ储量。在我们实际观测过程中曾发现某些地带晶间卤水钾含量极度增高，应是此因素所引起的。     

西台吉乃尔盐湖卤水自然蒸发试验研究

根据西台吉乃尔盐湖卤水组成进行相图分析,并进行自然蒸发,获得自然蒸发试验数据,对西台吉乃尔盐湖卤水综合利用提供依据。     

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水钾、镁、锂、硼的时空变化特征

分析了西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水中K、Mg、B2O3、Li等4种组分的时空变化特征。结果表明,它们在矿区西北部表现出明显的高值且基本不随时间而变化,这很可能与该区域原始卤水成分有关。由于地表水对地下卤水的淡化作用,这些组分在南部或西南部表现为低值。观测时段的中后期,四种组分的变化较显著,显示出采卤活动对其变化产生了影响。B2O3的高值区主要呈N-W-SE向带状分布,这似乎与该地区的构造背景密切相关。     

深部CaCl2型卤水对察尔汗盐湖钾盐沉积的影响

根据 Ｈａｒｄｉｅ 关于缺 Ｍｇ Ｓ Ｏ４ 型钾盐沉积的 Ｃａ Ｃｌ２ 型地热卤水成因理论,以及 Ｃａ Ｃｌ２ 型卤水的分类原则,依据现有的卤水分析数据, 阐述了在察尔汗盐湖及其周边地区, Ｃａ Ｃｌ２ 型卤水的水化学特征和分布特征, 着重讨论了 Ｃａ Ｃｌ２ 型卤水在察尔汗盐湖钾镁盐沉积过程中的作用。     

柴达木盆地盐湖卤水硼、氯同位素的水化学特性探讨

通过对柴达木盆地盐湖硼、氯同位素组成和相应的水化学参数关系的讨论,揭示了盐湖卤水中硼、氯同位素组成变化与盐湖卤水演化之间的关系。盐湖卤水的硼同位素组成主要是与盐湖补给水的硼同位素组成和 Ｃａ 离子含量有关,氯同位素组成是受卤水的蒸发程度所控制。硼、氯同位素之间存在负相关关系。     

含锂卤水中锂资源高效利用与绿色分离的新型萃取体系

针对现有高镁锂比盐湖卤水、碳酸锂产业排放的碱性料液、废旧锂电池回收液等含锂溶液的萃取分离技术现状以及高效、清洁、高值化利用的重大需求及关键基础科学问题,设计合成出数十种酰胺类、磷酸酯类以及双酮类锂特效萃取剂,通过对该类萃取剂的表征与不同放大规模的研究,筛选出多个具有工业应用前景的锂萃取体系,研发出适合我国盐湖卤水锂资源特点的、经济上可行的具有自主知识产权的分离提取锂的新萃取体系与工艺,突破高镁锂比盐湖卤水提锂这一世界性技术难题。经过产业化应用研究,萃取法从高镁锂比盐湖卤水中分离提取锂的技术,在锂镁选择性分离以及资源高效利用率方面已经凸显出了比现有任何提锂工艺更加优异的效果,为我国盐湖资源高效、清洁、高值化利用提供科学依据,提升我国在盐湖锂分离领域的国际地位和竞争力。     

有机溶剂法结晶分离富钾卤水中钾盐的研究

选用3种有机溶剂甲醇、乙醇和丙酮作为沉析剂,以淡水浸取的东台吉乃尔盐田钾盐矿所得的富钾卤水为试验原料,进行了有机溶剂沉析结晶分离富钾卤水中钾盐的研究。研究表明3种溶剂均能分离出富钾卤水中的钾盐,其中甲醇的分离效果优于乙醇和丙酮,当甲醇与富钾卤水体积比为1.5∶1时,甲醇分离提取富钾卤水中钾离子的析出率最大为87.38%,同时结晶分离所得钾盐中钾离子的收率高达81.79%。