盐场卤水氧化-吸附联合脱色工艺的研究

以天津汉沽盐场高镁卤水为研究对象,分析其成色原因,建立了过氧化氢氧化-氢氧化锆吸附联合脱色工艺,分别考察了脱色剂用量、温度、pH值等因素对卤水色度、CODCr及镁离子损失率的影响,确定了最佳的脱色工艺条件:用卤水处理量1%(体积比)的过氧化氢于室温下将卤水氧化2 h后,在pH值为2～3的条件下经氢氧化锆吸附脱色40 min,氢氧化锆用量为60 g/L。在此条件下,卤水色度及CODCr去除率分别可达99%和85%,镁离子的损失率可控制在1%以下,均高于目前使用的工艺方法。吸附剂氢氧化锆经脱附后可循环使用,大大降低了工艺运行成本。     

氢氧化锆对卤水中有机物的吸附特性研究

研究了卤水中有机物在吸附剂氢氧化锆上的吸附行为。测定了氢氧化锆对有机物在不同温度下的吸附等温线,利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵变,并探讨了有机物与氢氧化锆的吸附作用机理。实验结果表明,氢氧化锆对有机物的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程;吸附动力学数据符合拟二级反应动力学模型;吸附焓变ΔH及吸附自由能变ΔG分别在-15~-10 k J/mol及-20~0 k J/mol范围内,表明氢氧化锆对卤水中有机物的吸附属于自发的物理吸附过程,且吸附过程主要为范德华力吸附及氢键吸附,经脱附再生后的氢氧化锆可完全恢复其形态特征及吸附能力。     

基于动态降温结晶工艺的盐湖卤水镁锂分离研究

青海盐湖卤水锂资源储量丰富,高镁锂比卤水存在镁锂分离难的问题。基于非平衡动态降温过程中不同盐组分结晶行为存在差异的原理,开展了强制分离高镁锂比卤水的研究,考察了卤水镁锂比、降温速率、流体状态和卤水温度对镁锂分离效果的影响,并分析了结晶过程中镁锂分离的介稳性特点。结果表明,通过非平衡动态降温结晶析出MgCl₂·6H₂O,可以实现卤水脱镁和镁锂分离,当降温速率为-1.25℃/min、卤水温度在70℃至50℃范围内,镁锂比在10∶1～80∶1时,镁锂分离因子最高可达到1.876,结晶的MgCl₂·6H₂O纯度最高为99.42%。非平衡动态降温结晶工艺相较于经典的盐田工艺,最多可将锂损失率从模拟盐田工艺的38.39%降至7.56%。该工艺为盐湖卤水镁锂分离提供了一条新的思路,也为后续高纯锂盐的制备奠定了基础。     

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。     

卤水镁矿产资源开发态势计量分析

从专利视角出发,对全球卤水镁矿产资源开发技术的发展现状与态势进行了分析,通过专利量的年度走势、区域分布、申请人分布、IPC分布、文本聚类、主题关联等信息,展示了百年卤水镁矿产资源开发的技术概况;为了解近期卤水镁资源开发的状况,分析了近5年全球卤水镁矿产资源开发技术的专利,通过对比分析,展现了卤水镁矿产资源研发的热点与态势。     

老卤蒸发—冷却结晶脱镁的研究

采用蒸发—冷却结晶方法,对青海大柴旦盐湖提钾后的老卤进行脱镁试验研究。试验结果表明,一次蒸发温度为125℃时,老卤的镁去除率达到了33%,蒸发冷却后卤水的流动性较好。一次蒸发温度在135℃时,老卤的镁去除率达到了74%以上,但蒸发冷却后的卤水流动性差,过滤性能不佳。二次蒸发采用125℃蒸发后的卤水为原料,没有达到预期效果。     

卤水镁矿产资源开发态势计量分析

从专利视角出发,对全球卤水镁矿产资源开发技术的发展现状与态势进行了分析,通过专利量的年度走势、区域分布、申请人分布、IPC分布、文本聚类、主题关联等信息,展示了百年卤水镁矿产资源开发的技术概况;为了了解近期卤水镁资源开发的状况,分析了近5年全球卤水镁矿产资源开发技术的专利,通过对比分析,清晰而客观地展现了卤水镁矿产资源研发的热点与态势。     

N523-TBP-磺化煤油萃取体系从饱和氯化镁卤水中萃取锂的工艺研究

进行了以20%N523-30%TBP-50%磺化煤油萃取体系从青海高镁锂比盐湖卤水中萃取锂的工艺研究。根据相比实验求得萃取平衡等温线,通过阶梯图解法确定萃取理论级数为三级,并完成了三级逆流萃取串级实验。通过对洗涤、反萃、转相工艺进行的研究,确定了全流程八级萃取工艺。经此流程,锂的萃取率达96%,反萃液中杂质含量低,萃取剂经过多次循环无溶损,萃取性能良好,萃取过程分相快,未见三相及乳化现象。     

用泻利盐矿和卤水制备硫酸镁工艺探究

以盐田泻利盐矿和卤水为原料,通过兑卤、热溶、结晶法制备硫酸镁。探究了各工艺因素对产物收率及纯度的影响,找到了较佳的工艺条件;在此基础上进行粗镁精制,得到纯度99%以上的硫酸镁。     

高品位钾盐镁矾的生产方法

将犹他州大盐湖的天然卤水,在盐田中蒸发浓缩到钾盐饱和,然后转到混合池中与含有镁钾比值较高的另一种卤水混合。将调节好的卤水进行盐田蒸发,使析出氯化钠,直到钾盐再次达到饱和。然后将卤水转到另一池中,进一步蒸发析出钾盐镁矾。钾盐镁矾的析出一直进行到光卤石开始形成为止。这时候再将卤水转到另外一个池中去,进一步蒸发使析出光卤石。析出钾盐镁矾后的部分卤水仍循环到混合池中去。在盐田中已经析出光卤石后的老卤被转送到深的储池中去,经冬季冷却析出另一部分光卤石。将析出的光卤石与钾盐镁矾饱和卤水接触,使其转化为钾盐镁矾。     

羟基功能化离子液体体系用于盐湖卤水提硼

溶剂萃取法是目前工业应用前景广阔的盐湖卤水提硼方法,而萃取分离的核心在于萃取剂的选择。以异辛醇、羟基功能化离子液体1-羟乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐([HOEMIm]NTf_2)按体积比混合组成萃取剂,乙酸丁酯为稀释剂,对东台吉乃尔盐湖酸化卤水进行萃取提硼的实验研究。对[HOEMIm]NTf_2体积分数、相比、萃取时间、萃取温度、酸化卤水pH、饱和萃取容量、反萃剂pH、反萃相比及反萃级数等进行实验研究。获得了合适的工艺条件,三级萃取后硼萃取率可达99.3%,饱和硼萃取容量为28.9 g·L~(-1)(以H_3BO_3计),三级反萃后硼反萃率为99.7%。萃取体系乳化程度小,循环性能良好。     

察尔汗盐湖卤水蒸发速度影响因素的量化研究

针对当前气象因素(辐照强度、风速、环境温度和相对湿度)与卤水因素(卤水温度和浓度)综合作用于卤水蒸发速度定量研究的数据缺乏等问题,采用室外蒸发装置及信号采集系统相结合的实验方法,开展了察尔汗盐湖卤水自然蒸发实验。借助多元线性回归分析方法对实验数据进行分析,建立了基于多因素共同作用下的卤水蒸发速度模型。实验结果表明,卤水蒸发速度随辐照强度、风速、环境温度和卤水温度的增加呈线性增加,而随相对湿度和浓度的增加呈线性减小。进一步得出各因素影响卤水蒸发速度的顺序为：辐照强度>风速>环境温度>卤水温度>相对湿度>浓度。     

察尔汗盐湖卤水蒸发速度影响因素的量化研究

针对当前气象因素(辐照强度、风速、环境温度和相对湿度)与卤水因素(卤水温度和浓度)综合作用于卤水蒸发速度定量研究的数据缺乏等问题,采用室外蒸发装置及信号采集系统相结合的实验方法,开展了察尔汗盐湖卤水自然蒸发实验.借助多元线性回归分析方法对实验数据进行分析,建立了基于多因素共同作用下的卤水蒸发速度模型.实验结果表明,卤水...     

察尔汗盐湖西北部典型采区地下卤水赋存状态的地面核磁探测与数值模拟研究

察尔汗盐湖地下晶间卤水蕴藏了宝贵的盐湖矿产资源,如何确定地下卤水的赋存规律以制定科学合理的卤水开采和补给方案,正成为盐湖资源大规模可持续利用亟需解决的重要问题。以察尔汗盐湖西北部的典型采卤区作为研究区域,1)利用新型的地面核磁共振找水仪,通过在研究区布设两条十字交叉的测线,探测并反演解译测区地下60m深度内的卤水静态赋存形式,2)结合OpenGeoSys(OGS)多物理场耦合地下水数值模拟软件,对测区地下卤水的动态运移形式进行数值模拟计算。地面核磁探测结果表明,研究区含水量整体偏低,最大含水量约0.8%,平均含水量约0.4%。测点结果给出的含水层位分界面与邻近钻孔的地层层位分界面的一致性较高,浅部的层位误差在10%以下,达到了0.5 m的精度。考虑到测区南北两边均有采卤渠正在汲取地下卤水,且在测区中心存在两条废弃的采卤渠,OGS地下水数值模拟结果表明,采卤渠造成测区浅部卤水较大空缺,与研究区浅部含水量总体偏低的探测特征一致。地面核磁共振技术能准确探测卤水当前的赋存状态,地下水运移模拟技术可以深入认识采补活动引起卤水赋存状态的变化规律。探测和模拟结合是确定卤水赋存规律的重要手段,研究成果可为盐湖资源合理开采、高效利用提供基础资料和技术支撑。     

察尔汗盐湖西北部典型采区地下卤水赋存状态的地面核磁探测与数值模拟研究

察尔汗盐湖地下晶间卤水蕴藏了宝贵的盐湖矿产资源,如何确定地下卤水的赋存规律以制定科学合理的卤水开采和补给方案,正成为盐湖资源大规模可持续利用亟需解决的重要问题。本文以察尔汗盐湖西北部的典型采卤区作为研究区域,1)利用新型的地面核磁共振找水仪,通过在研究区布设两条十字交叉的测线,探测并反演解译测区地下60米深度内的卤水静态赋存形式,2)结合OpenGeoSys(OGS)多物理场耦合地下水数值模拟软件,对测区地下卤水的动态运移形式进行数值模拟计算。地面核磁探测结果表明研究区含水量整体偏低,最大含水量约0.8%,平均含水量约0.4%。测点结果给出的含水层位分界面与邻近钻孔的地层层位分界面的一致性较高,浅部的层位误差在10%以下,达到了0.5米的精度。考虑到测区南北两边均有采卤渠正在汲取地下卤水,且在测区中心存在两条废弃的采卤渠,OGS地下水数值模拟研究结果表明采卤渠造成测区浅部卤水较大空缺,与研究区浅部含水量总体偏低的探测特征一致。研究结果表明地面核磁共振技术能准确探测卤水当前的赋存状态,地下水运移模拟技术可以深入认识采补活动引起卤水赋存状态的变化规律。探测和模拟结合的联合研究是确定卤水赋存规律的重要手段,研究成果可为盐湖资源合理开采高效利用提供基础资料和相关科学支撑。     

察尔汗盐湖卤水自然蒸发过程中Ca2+分布规律研究

卤水中钙离子的存在会对盐湖化工生产及其产品质量造成较大影响,研究钙离子在卤水蒸发过程中的分布规律具有重要意义。通过室外自然蒸发及盐田实地采样,研究了察尔汗盐湖盐田生产过程中钙离子分布变化规律。结果表明,在自然蒸发实验中卤水钙离子浓度随蒸发量的增加逐渐减少,在盐田生产现场采样结果显示钙离子浓度随卤水蒸发而增加,结合生产实际,推断外界钙离子补给是造成这种现象的主要原因。因此,避免车间含钙尾水混入,阻止盐田卤水和周边土壤可溶性钙盐间离子交换是有效降低卤水钙离子浓度的主要方法。     

滤纸制样—X射线荧光光谱法测定卤水中的主量元素

采用滤纸制样,用X射线荧光光谱法对卤水中的钾钠钙镁硫进行测定。移取定量的卤水样品滴到已氟化锂环为底拖的滤纸上,再将滤纸和氟化锂环压制成型,上机测定。使用化学方法定值的卤水样品作为人工标准样品,建立校准曲线。本方法的准确度达到了化学分析的要求,相对标准偏差(RSD)6%,测量值与化学法结果吻合。     

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。     

用于盐湖提锂的聚酰胺复合纳滤膜制备及其性能研究

纳滤膜技术以其环境友好、装置集成度高和智能化控制等优势,在卤水锂资源绿色开发领域具有良好的应用前景。实验通过添加聚乙烯醇对纳滤膜功能层进行改性,考察了聚乙烯醇相对含量对纳滤膜性能的影响。结果表明,聚乙烯醇参与界面聚合反应,纳滤膜功能层O/N比增加,聚乙烯醇分子链间氢键作用降低纳滤膜表面粗糙度。羟基官能团的引入有效改善纳滤膜材料亲水效果,膜面羧基密度随聚乙烯醇相对添加量的增加逐渐增加。聚乙烯醇改性纳滤膜截留效果优异,纳滤膜对镁离子的截留率高于95%,锂离子截留率低于-44%,不可逆通量衰减指数低于15%。聚乙烯醇改性纳滤膜材料具有较好的镁锂分离选择效果及抗污染能力,为用于盐湖卤水镁锂分离国产化纳滤膜材料的开发提供新思路。