盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅲ:在Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4-H2O体系加工工艺方面的应用

在第1报告和第2报告中介绍了获得全部Pitzer参数的"盐湖卤水体系"Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4-H2O(298.15K)在溶液物理化学方面和相平衡预测方面的应用后,在这一报告中简要报道模型在卤水加工工艺方面的应用.主要包括卤水在25℃等温蒸发中析盐顺序的理论预测;蒸发量与析盐量、成卤量间关系的计算;含锂复盐加工问题等.     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅰ:在Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO42--H2O体系物理化学方面的应用

在简要介绍如何获得了描述“盐湖卤水体系”Li+ ,Na+ ,K+ ,Mg2 + Cl-,SO42 - H2 O 2 5℃热力学的全部Pitzer参数后 ,详细举例说明了模型在卤水热力学性质预测、含锂盐湖卤水中盐类饱和度、含锂盐湖卤水在2 5℃ 1 0 1 3× 1 0 5Pa下的天然卤水离子缔和状态 (化学模型 )计算等方面的应用     

Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O水卤体系25℃等温蒸发过程中密度的研究

测定了Li+,Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O卤水体系25℃等温蒸发过程中的密度,并分析和研究此过程的密度与蒸发水量、卤水离子组成、离子强度、析盐种类等之间的关系,并与天然含硼卤水体系等温蒸发过程的密度进行了对比。应用Pitzer体积性质模型预测了体系蒸发过程中的液相密度,并与实验测定值相比较结果一致。     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅱ:在 Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O

上一报告简要介绍了获得描述"盐湖卤水体系"Li+,Na+,K+,Mg2+ Cl-,SO2-4-H2O25℃热力学的全部Pitzer参数后,可将该模型用于卤水的热力学相关性质计算上。本报告着重介绍将该模型应用这一复杂的六元体系及其多组分次级体系25℃溶解度预测方面获得的结果。通过与实验测定值的对比,可以看出预测结果令人相当满意。     

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。     

Li+,Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O卤水体系25℃等温蒸发过程中密度的研究

测定了Li^＋，Na^＋，K^＋，Mg^2＋//Cl^-，SO4^2--H2O卤水体系25℃等温蒸发过程中的密度，并分析和研究此过程的密度与蒸发水量、卤水离子组成、离子强度、析盐种类等之间的关系，并与天然含硼卤水体系等温蒸发过程的密度进行了对比。应用Pitzer体积性质模型预测了体系蒸发过程中的液相密度，并与实验测定值相比较结果一致。     

Li-Na-K-Mg-Ca-Sr-Cl-H2O七元体系多温相平衡性质的热力学模拟研究

地下卤水中普遍存在较高浓度的锶(1 g/L),研究该类卤水中锶的成盐规律对于资源综合利用具有重要的指导意义。采用Pitzer-Simonson-Clegg超额Gibbs自由能方程和CALPHAD方法构建了Li-Na-K-Mg-Ca-Sr-Cl-H_2O体系的多温相平衡热力学模型,确定了5个含氯化锶三元子体系的多温混合参数。在广泛的温度范围内(273.15 K～373.15 K),模型计算结果与大多数实验结果基本一致,但对于一些体系,模型预测的平衡固相和相区大小仍与实验结果之间存在显著差异;实验数据的离散和匮乏成为全面检验模型预测结果的最大障碍。将模型用于我国三种典型含锶卤水(青海南翼山油田水、四川宣汉川25井卤水和四川平落坝地下卤水)结晶行为的模拟表明:这三种卤水蒸发后期均会有锶盐形成,温度较低时形成SrCl_2·6H_2O,温度较高时形成SrCl_2·2H_2O;温度对青海南翼山油田水和四川宣汉川25井卤水中锶富集最大程度的影响较大,温度升高均有利于锶在卤水中的富集;相比之下,四川平落坝地下卤水中锶的最大富集程度受温度影响较小,当高温析出SrCl_2·2H_2O时卤水中锶的最高浓度几乎不受温度影响。     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅱ:Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4-H2O体系溶解平衡的预测

上一报告简要介绍了获得描述“盐湖卤水体系”Li^ ，Na^ ，K^ ，Mg^2 ／Cl^-，SO^2-4-H2O25℃热力学的全部Pitzer参数后，可将该模型用于卤水的热力学相关性质计算上。本报告着重介绍将该模型应用这一复杂的六元体系及其多组分次级体系25℃溶解度预测方面获得的结果。通过与实验测定值的对比，可以看出预测结果令人相当满意。     

大量Li+存在对Mg2+分析测定的影响研究

在含锂盐湖卤水体系中,大量Li+的存在,对络合滴定法测定Mg2+易产生较大的干扰,使分析结果偏高。根据盐湖卤水体系中锂盐的含量,通过调整正丁醇和无水乙醇混合液的加入量可很好地抑制Li+的干扰,从而保证Mg2+分析结果的相对误差不超过0.3%。     

察尔汗盐湖卤水模拟蒸发计算

研究了青海察尔汗盐湖不同K~+含量模拟卤水的理论蒸发过程,以25℃Na~+,K~+,Mg2+//Cl~--H_2O相图为依据,通过物料衡算,计算出各个析盐阶段和蒸发过程的析盐量、蒸发水量、成卤率。通过非线性拟合,获得单位含钾矿物和蒸发水量的关系式,为优化盐田工艺提供了理论基础,便于精控盐田。     

五元体系NaCl+KCl+MgCl2+SrCl2+H2O(NaCl饱和)在288 K时相平衡研究

合理开发利用四川盆地地下卤水资源,对卤水体系开展多温相平衡与相图的研究具有重要意义。本文通过等温溶解平衡法对在288 K时五元体系NaCl+KCl+MgCl₂₊SrCl₂₊H₂O(NaCl饱和)进行了相平衡实验研究,运用化学分析法以及X-ray粉晶衍射法分别确定了在288 K温度条件下该体系的平衡液相和平衡固相组成。通过固液相平衡实验数据,绘制了该五元体系以NaCl为饱和区域的干盐相图、水含量图以及氯化钠含量变化图。研究结果表明在288 K且NaCl饱和条件下,该五元体系干盐相图含有2个五元共饱和点、5条等温溶解度曲线和4个固相结晶区(KCl、MgCl₂·6H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O和SrCl₂·6H₂O)。固相结晶区KCl在该干盐相图中面积最大,其次是SrCl₂·6H₂O,而MgCl₂·6H₂O的结晶区面积最小,说明KCl在饱和溶液中的溶解度较小,易析出而得到分离,而MgCl₂的溶解度最大,难以从饱和溶液中结晶析出,且MgCl₂·6H₂O对KCl和SrCl₂·6H₂O有强烈盐析作用。通过对本体系热力学相平衡实验研究和多温相平衡的对比讨论,揭示了钾锶镁等含氯化物卤水体系在多温相平衡与相图条件下的结晶析盐规律,为液态矿产资源开发利用提供理论指导。     

江陵凹陷深层富钾卤水井内降温析盐情况探讨

江陵凹陷位于湖北省江汉盆地西南部,其赋存有高温高压深层富钾卤水,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井。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;探索了岗钾1井井内析盐规律,发现在井深为1 600～2 400 m时析盐量最大。根据此规律,建议采用注入淡水法,使井内卤水得到稀释,以达到防止结盐的目的;建议稀释到对氯化钠溶液浓度略小于28.3%,注水井深2 400 m。     

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。     

离子色谱法测定高盐卤水中铷、铯离子

铷、铯及其化合物是重要的先进能源材料。我国盐湖和深部卤水中蕴藏丰富的铷、铯资源。铷、铯离子含量的准确快速测定对于其资源开发具有重要意义。本研究建立了离子色谱法测定高盐卤水中 Rb+Cs+离子的方法。选用 Metrosep C6-150柱( 150 mm × 4 mm)为分离柱,以 5 mmol·L-1羟基乙叉二膦酸( HEDP)和 15 %乙腈、的混和溶液为流动相,流速 0.9 mL·min-1柱温 35 ℃,进样量 20 μL,卤水样品中 Rb+、Cs+离子与 Li+、Na+、K+、Mg2 +、Ca2 +、Sr2 +等常见共存离子在 8 min内有效分离,。Rb+Cs+质量浓度在 1～500 mg·L-1范围内,相关系数均大于 0.999 9,方法检出限为 0.19 mg·L-1和 0.36 mg·L-1,定量限分别为 0.6、2 mg·L-1和 1.21 mg·L-1,加标回收率为 99.43 %～102.03 %。本方法样品处理简便、准确度高、线性范围宽,适用于卤水中微量和常量铷、铯离子的快速准确测定。     

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。     

察尔汗盐湖东段潜卤水水文地球化学特征及卤水成因分析

察尔汗盐湖是一个以卤水钾镁盐矿为主的大型的综合性盐类矿床,卤水中富含K+、Mg2+等有益元素,主要阳离子为K+、Na+、Mg2+、Ca2+;主要阴离子为Cl-,其次是SO42-。根据大量的钻孔水质分析资料,对卤水中主要离子成分在水平及垂向的分布特征进行分析,并探讨卤水的成因类型。     

湘澧盐矿卤水50 ℃等温蒸发析盐规律研究

湘澧盐矿区位于江陵凹陷南缘,该地区卤水中溴和钾的含量都达到了工业品位。对采集的湘澧盐矿卤水样品进行了化学全分析,并对分析的结果进行了研究,查明了卤水中钾和溴等元素的富集机理;提出关于卤水综合利用的工艺路线及可行性建议。等温蒸发实验表明,整个蒸发过程中均有石盐析出,失水量达到31.23%时,芒硝开始析出;此后,石盐和芒硝共同析出。整个蒸发过程中该卤水的析盐规律为,首先析出氯化钠,再析出硫酸钠,最后析出硫酸钾。     

西藏扎北盐湖夏季卤水自然蒸发实验研究

西藏扎北盐湖位于藏北高原腹地,其卤水类型属硫酸钠亚型,富含Li、K、B等元素。为综合利用该湖的液态矿产资源,于西藏当地对该盐湖富锂卤水进行自然蒸发实验。实验以Na+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O四元体系15℃等温相图及K+,Mg2+//SO42--H2O三元体系15℃介稳相图为参考,绘制了扎北盐湖夏季卤水在秋季自然蒸发结晶路线图,研究了卤水在蒸发过程中液相的化学组成变化以及其蒸发析盐规律。结果表明,在蒸发过程早期(成卤率23.9%),锂浓度达1.2 g/L时,锂开始以Na3LiSO4.3H2O等复盐形式大量分散析出;硼在整个蒸发过程中以硼砂(Na2B4O7.10H2O)等形式分散析出难于富集;钾以钾镁矾(K2SO4.MgSO4.6H2O)和钾石盐(KCl)形式蒸发浓缩的后期大量析出。实验为扎北盐湖的盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,也可为我国西藏硫酸钠亚型盐湖卤水的综合利用提供一定参考。     

盐湖卤水体系的热力学和相图

报道用Pitzer电解质溶液理论对盐湖卤水体系Li＋,K＋,Mg2＋／Cl－,SO42－—H2O25℃时相平衡的预测结果,并给出了与实验研究结果的对比。     

茶卡盐湖湖表卤水摸拟动态蒸发试验研究

叙述了茶卡盐湖卤水,在模拟湖区温度、风力条件下．蒸发、浓缩、析盐的相化学规律。给出了盐湖卤水的蒸发结晶路线、析出盐类矿物种类。