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。     

西台吉乃尔盐湖原卤水历年来钾硼锂镁等元素品位变化及未来变化趋势预测

研究统计了西台吉乃尔盐湖(以下简称西台)自开发以来原卤水中钾硼锂镁各元素品位变化,利用K+,Na+,Mg2+/Cl-,SO2-4-H2 O五元体系298K介稳相图研究了主要元素之间相对含量的变化关系.根据西台开发现状建立数学模型,预测了未来10年钾硼锂元素品位变化趋势,为西台盐湖钾硼锂镁等资源的开发和综合利用提供依据.     

西藏捌仟措盐湖卤水等温蒸发试验研究

以西藏捌仟措盐湖卤水为研究对象,依据Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO24--H2O五元水盐体系相图,对该盐湖卤水进行了5℃等温蒸发试验,研究了卤水蒸发过程中盐类析出规律和钾、锂和硼在蒸发过程中的富集行为,为该盐湖卤水盐田规划设计、现场生产操作提供了依据。     

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~+,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。     

Na+、K+//SO42--H2O三元体系273 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了三元体系Na+、K+//SO42--H2O 273 K时介稳相平衡,测定了该体系的溶解度和液相密度。根据溶解度数据绘制了相图。该体系的介稳相图由2条单变量曲线、2个结晶相区和1个共饱点组成。2个结晶区分别对应于盐K2SO4和Na2SO4.10H2O的结晶区;共饱点液相组成为w(K2SO4)7.56%、w(Na2SO4)5.14%。该体系属简单共饱型,无复盐及固溶体形成。     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅲ：在Li^＋，Na^＋，K^＋，Mg^2＋／Cl^-，SO4^2- -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-H2 O( 2 98 1 5K)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 2 5℃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     

Na~ /Cl~-,B_4O_7~(2-)-H_2O体系在28℃与35℃时介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系28 ℃与35 ℃介稳相平衡及溶液的物化性质(密度、折光率),绘制了相应的介稳相图.该介稳体系属简单共饱和型,相图由两条溶解度曲线构成,分别对应于Na2B4O7·10H2O和NaCl相区.用经验公式计算了该体系在相应温度下的密度、折光率,与实验测定结果吻合较好.     

Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系在28 ℃与35 ℃时介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系28 ℃与35 ℃介稳相平衡及溶液的物化性质(密度、折光率),绘制了相应的介稳相图.该介稳体系属简单共饱和型,相图由两条溶解度曲线构成,分别对应于Na2B4O7·10H2O和NaCl相区.用经验公式计算了该体系在相应温度下的密度、折光率,与实验测定结果吻合较好.     

Na+,K+,Mg2+//NO3-,Cl-,SO42--H2O体系25℃热力学模型和溶解度预测V:四元同离子体系K+//SO42-,NO3-,Cl--H2O和Mg2+//SO42-,NO3-,Cl2-H2O

前4次文章我们获得并讨论了用于六元体系溶解度计算合理的单独电解质Pitzer参数,及四元交互体系Na+,K+//Cl-,NO3--H2O、K+,Mg2+//NO3-,SO42--H2O、K+,Mg2+//NO3-,Cl--H2O混合参数和它们的应用.此次报道在K+//Cl-,NO3-,SO42-H2O、Mg2+//Cl-,NO3-,SO42--H2O同离子四元体系溶解度预测中的应用.前一个是简单共饱型四元体系,热力学预测表明在后一体系中应有MgSO4·6H2O(Hexahydrite)存在.     

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。     

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.     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅩ.：天然含硼盐卤的蒸发相图

在进行青藏高原盐湖含硼盐卤天然蒸发和25℃等温蒸发实验的基础上,绘制成复杂盐卤的蒸发相图。该相图与Na~+、K~+、Mg~(2+)//Cl、SO_4~(2-)—H_2O体系25℃介稳相图基本上相符合。在将蒸发相图与该五元体系平衡溶解度相图进行比较后,从盐溶液化学的角度对蒸发相图的形成原因进行了解释。     

Na~ /Cl~-,B_4O_7~(2-)-H_2O体系在28℃与35℃时介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了Na /Cl-,B4O72--H2O体系28℃与35℃介稳相平衡及溶液的物化性质(密度、折光率),绘制了相应的介稳相图。该介稳体系属简单共饱和型,相图由两条溶解度曲线构成,分别对应于Na2B4O7.10H2O和NaCl相区。用经验公式计算了该体系在相应温度下的密度、折光率,与实验测定结果吻合较好。     

Na~+,K~+∥Cl~-,SO_4~(2-),CO_3~(2-)—H_2O五元体系25℃介稳相图的理论计算

本文建立在Pitzer电解质溶液理论的基础上,分别由Gibbs生成自由能和平均溶度积计算了Na~+,K~+,//Cl~-,SO_4~(2-),CO_3~(2-)-H_2O五元体系介稳相图。计算结果表明,前者偏离实验值,而后者与实验测定的介稳相图相吻合。由直线规则计算了内蒙古哈同察汗淖碱湖卤水的等温蒸发路线,结果令人满意。     

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     

四元体系(LiCl + NaCl + Li2SO4 + Na2SO4 + H2O)在75℃等温蒸发相平衡实验与理论研究

梯度太阳能池技术在盐湖化工中是一种经济分离无机盐产品的方法,本文创新性的采用等温蒸发法,模拟四元体系(LiCl + NaCl + Li2SO4 + Na2SO4 + H2O)在75℃等温蒸发相平衡,指导太阳池深池积温分离提取锂盐产品。实验测定了溶解度和溶液密度、pH值等物化性质,并绘制了干盐相图、水图和物化性质组成图。在该四元体系干盐相图中包含3个四元共饱点,7条单变量蒸发曲线和5个结晶区,分别为NaCl,Na2SO4,复盐Li2SO4·Na2SO4,Li2SO4·H2O和LiCl·H2O。采用 Pitzer模型和改进的HMW公式,拟合出该四元体系在75℃时的Pitzer单盐参数、混合离子作用参数和平衡固相的热力学平衡常数,并计算给该四元体系的相图,计算相图和实验相图有较大区别。等温蒸发相图能真实的反应盐湖中盐类沉积规律,并对指导太阳池分离盐类具有重要指导意义。     

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。     

盐湖卤水的蒸发结晶过程

本文从实验和理论相结合的角度上，总结了三十多年我国数十个盐湖等温蒸发和天然蒸发研究结果和研究经验，概括了三种类型盐湖卤水蒸发结晶的规律性，推荐了卤水蒸发结晶的相化学基础数据．对氯化物型卤水，由于介稳程度小，可采用Ｚｄａｎｏｖｓｋｉｉ推荐的四元体系Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－—Ｈ２Ｏ平衡相图进行太阳池工艺计算；对于硫酸盐型卤水，宜用金作美五元体系Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－、ＳＯ，－Ｈ２Ｏ介稳相图，而不是Ｖａｎ’ｔＨｏｆｆ平衡相图；对于后期，锂盐高度浓缩，宜用我们的四元体系Ｌｉ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－、ＳＯ－Ｈ２Ｏ介稳相因；对于碳酸盐型盐湖卤水，可用我们的五元体系Ｎａ＋、Ｋ＋∥Ｃｌ－、ＣＯ、ＳＯ－Ｈ２Ｏ介稳相图作为相化学基础，而不是Ｔｅｅｐｌｅ平衡相图．从相平衡热力学角度上，实现了对卤水蒸发结晶过程的理论描述、计算和预测．其中对一里坪、达布逊、东台吉乃尔、西台吉乃尔等盐湖卤水的研究结果尚属首次报道．     

Li,K／Cl,SO4—H2O体系相平衡的热力学

介绍了根据自己研究测定的Li,K/Cl,SO4-H2O体系25℃的渗透系数等热力学性质获得的Pitzer混合参数，并用自己能量小化方法计算25℃Li,K/Cl,SO4-H2O体系的相图，结合测定得到的该体系50℃75℃的相图和复盐LiSO4转变温度的研究，整个体系相平衡和热力学的研究结果可用于盐湖卤水锂盐的分离提取。