拉果错盐湖卤水蒸发过程中Li+富集行为的分子动力学模拟(英文)

采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H₂O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO₄^2-易与CO₃^2-竞争Li⁺形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li⁺的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li⁺的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。     

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．     

LiBr溶液从低浓度到高浓度的分子动力学模拟

在 L i Br与水的物质量比分别为 1∶ 64、1∶ 32、1∶ 16、1∶ 8、1∶ 4和 1∶ 3的情况下 ,对 L i Br溶液从低温到高温的分子动力学模拟进行了研究。随浓度增加 ,锂离子的水合数量呈减少趋势但同时又从 L i+- Br-接触离子对的数量增加中得到补偿 ,而 L i离子的第一配位壳层的配位数量保持不变。在高浓度 Li Br溶液中 ,Br- O之间的距离有所增加 ,Br-- O的径向分布的形状更趋于非对称 ,从而很好地确定了 Br离子水合壳层 L i+- Br-接触离子对可以在更稀的溶液中产生 ,但随浓度增加而增加。L i+- Br-距离明显短于溶液中 Li离子与 Br离子的离子半径之和 ,也短于 L i Br晶体中两者离子半径之和。高浓度溶液中水分子的结构几乎被破坏 ,水分子间的氢键明显增加 ,但没有消失。对 L i+、Br-和水的扩数系数计算值与实验值进行了比较     

大柴旦盐湖冬季组成卤水的天然蒸发

进行天然蒸发实验用卤水是冬季气温最低的一月份取自大柴旦湖表卤水区，化学分析结果表明硫酸根含量明显地较夏季卤水低。在天然蒸发过程中顺次结晶析出ＮａＣｌ、ＫＣｌ，ＫＣｌ．ＭｇＣｌ２．６Ｈ２Ｏ，ＭｇＣｌ２．６Ｈ２Ｏ和ＭｇＳＯ４．６Ｈ２Ｏ。这显然与夏季组成卤水的蒸发结晶顺序存在明显不同。     

大柴旦盐湖夏季组成卤水的天然蒸发

在进行大柴旦盐湖夏季组成卤水的天然蒸发实验中确定，该卤水的蒸发结晶路线不是按照Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｍｇ＾２＋／Ｃｌ＾－、ＳＯ４＾２－－－Ｈ２Ｏ体系２５℃平衡溶解度相图，而是按照该体系的介稳相图预示的亚稳过程进行。从天然蒸发过程中盐卤的浓缩倍数与浓缩卤水中硼富集倍数的一致性认为，盐卤在天然蒸发浓缩盐析过程中硼酸盐一般地并不以固体盐形式析出，而是赋存于浓缩卤水中。     

东台吉乃尔盐湖卤水日晒蒸发工艺研究

东台盐湖晶间卤水在自然条件下日晒蒸发，通过不同阶段卤水兑卤，使其钾以钾石业和光卤石的形式析出，硼、锂等富集于浓缩卤水中。     

昆特依盐湖晶间卤水25℃等温蒸发试验研究

研究了昆特依盐湖晶间卤水２５℃等温蒸发的结晶析盐规律,测定了蒸发过程卤水的物化参数。     

高台盐湖苦卤模拟天然蒸发研究

以高台盐湖冻硝析盐后苦卤,模拟当地气候的条件,进行兑卤蒸发和直接蒸发的试验。试验结果表明冻硝后苦卤可以制取钾混盐,作为生产硫酸钾的原料。     

东台吉乃尔盐湖卤水的相化学研究（Ⅱ）—冬夏季卤水蒸发实验

为了研究东台吉乃尔盐湖卤水蒸发时的相化学，确定钾、镁和锂盐的结晶特性，在实验室内２５℃等温蒸发实验基础上和自然条件下进行了冬夏季日晒蒸发试验．东台吉乃尔盐湖卤水是由氯化钠饱和的多组分复杂体系构成的．卤水中存在的离子是Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｂ３＋、ＳＯ４２－和Ｃｌ－．试验数据与Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋Ｃｌ－、ＳＯ４２－ＫＨ２Ｏ五元体系介稳平衡数据进行了讨论和比较．Ａｕｔｅｎｒｉｅｔｈ相图被用来表示各数据间的关系和证明冬夏季蒸发时结晶行为的差别．     

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。     

岩土勘察与盐湖卤水矿产开发

通过对盐湖地区岩土类型复杂性及特性的叙述,分析了盐湖矿产开发中不良地质现象产生的原因和岩土条件对开发规模、工程布局、工程安全、经济效益等方面产生的影响。论述岩土工程勘察在盐湖矿产开发中的特殊地位和重要价值,总结出岩土勘察与盐湖卤水矿产开发的关系,提出盐湖岩土勘察方案的相关建议。     

岩土勘察与盐湖卤水矿产开发

概要：本文通过对盐湖地区岩土类型复杂性及特性的叙述,分析了盐湖矿产开发中不良地质现象产生的原因和岩土条件对开发规模、工程布局、工程安全、经济效益等方面产生的影响。论述岩土工程勘察在盐湖矿产开发中的特殊地位和重要价值,总结出岩土勘察与盐湖卤水矿产开发的关系并提出盐湖岩土勘察方案的简单建议。     

利用察尔汗盐湖卤水制取炼镁用光卤石

利用资源丰富的青海察尔汗盐湖卤水，通过蒸发结晶、净化脱硫、兑卤、分段析盐和洗涤等加工处理，提取优质光卤石，使之满足炼镁指标要求，以替代人造光卤石电解制取金属镁．此外，亦可用于冷结晶法生产氯化钾．     

柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透特征及卤水富集机制

通过野外抽水试验方法,确定了柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透系数,并结合地下卤水赋存特征与沉积环境对其渗透性能进行分析。结果表明：本地区石盐层大多不纯,石盐晶体内包裹有泥、砂,且晶体间也有泥、砂充填。在石盐沉积期间,由于受到洪水与间歇性河流影响,导致地质环境演化过程中沉积形成的储卤层渗透性能在各处相差较大,区域地下卤水的连通性相对较弱。根据试验开采区27口开采井钻孔资料和地下卤水监测数据,进行了储卤层差异性分类,将钻孔所揭露储卤层划分为3种类型,不同类型储卤层卤水富集性能具有较大差异,表现为渗透系数和单井涌水量在平面分布上的较大数值差距。通过对钻孔岩心岩性、孔隙特征及补给条件等方面进行分析,得出卤水富集性能强的基本条件：储卤层具备天然良好的颗粒骨架和稳定的卤水补给来源与通道。依据储卤层渗透性能和卤水富集规律,将马海盐湖试验开采区划分出不同地下卤水富集区段。     

吸附法分离盐湖卤水中锂的研究进展

锂及其化合物是重要的化工原料,因其优越和独特的性能,需求量逐年增加。锂矿床类型主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等固体型和盐湖型等液体矿。固体锂矿经过多年开发,采富弃贫,品质已临近经济下限,开发利用盐湖卤水和油田卤水中的锂资源日益受到重视。中国盐湖资源丰富,主要分布在青藏高原地区。盐湖中蕴藏着大量的锂资源,广泛应用于能源、化工、高科技等工业生产及居民生活领域,为保障资源供给和能源安全,分离盐湖中的锂资源十分迫切和必要。锂分离技术有吸附法、膜法、化学沉淀法、萃取法、结晶法、浮选法等,这些方法各有优势和不足,而吸附法适用于低品位、高浓盐、高镁锂比盐湖卤水中锂的分离。为此,总结了有关吸附法(电吸附)分离盐湖卤水中锂的原理、进展和优缺点,并总结和提出其发展方向。     

国内盐湖卤水提取碳酸锂生产工艺及现状

对国内从盐湖卤水中提取碳酸锂的生产工艺及现状进行了综述,旨在为行业同仁进行相关开发研究时参考。     

尕斯库勒盐湖卤水模拟自然蒸发试验研究

尕斯库勒湖是柴达木盆地众盐湖中较为典型的硫酸镁亚型盐湖。利用相图规律对该盐湖卤水自然蒸发的结晶路线进行了分析,并通过室内模拟自然蒸发试验进行了验证,最终获得了在自然条件下蒸发卤水分步结晶不同盐类的工艺路线,可为该盐湖资源综合利用提供依据。     

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。