钾盐矿床的化学及其成因

世界各地发现的钾盐主要是海相成因,即在海水盆地干化后期形成的。但是海水蒸发的物理化学并不认为钾石盐(KCl 和 NaCl)可以在任何条件下直接结晶出来,并且还要形成大量较次要的矿物硫镁矾(MgSO_4·H_2O)。本文提出了一个新的理论来解释这种反常现象。这种理论认为太阳蒸发的、封闭的海水盆地,经受了广泛的湖沼层理作用。正常结晶出的钾盐(如介稳溶解度关系所要求的那样)软钾镁矾(K_2SO_4·MgSO_4·6 H_2O),钾镁矾(K_2SO_4·MgSO_4·4 H_2O)和钾盐镁矾(KCl·MgSO_4·2.7 H_2O),当通过或留存在浓的下层卤水中时,则会转变成光卤石(KCl·MgCl_2·6 H_2 O);而光卤石在钾盐阶段盆地的最后淹没时,又转变成钾盐(KCl)。泻利盐(MgSO_4·7 H_2O)则是在较浅的地带于较冷的夜晚或冬季从卤水中结晶除掉的,并与光卤石中氯化镁溶出的同时最后从沉积中再溶解和冲洗出。因为岩盐(NaCl)是连续结晶出的,它将与光卤石一起发现,而且在最后的混合物中形成了钾石盐。由于这种沉积顺序的简单变化还可能形成其他的钾盐矿物或混合物。     

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。     

由大盐湖蒸发盐中浮选钾盐

美国矿业局与大盐湖矿物和化学公司提出了一种从约含6%K_2O 的大盐湖蒸发盐中富集钾盐的泡沫浮选法。主要为岩盐(NaCl)并带有少量钾盐镁矾(KCl·MgSO_4·2.7H_2O)和软钾镁矾(K_2SO_4·MgSO_4·6H_2O)的粗蒸发盐在饱和卤水溶液中调和,以便将不可浮的钾盐镁矾转化成可浮的矿物软钾镁矾。所得的软钾镁矾用中等分子量的脂肪酸进行选择性地浮选。连续的小规模中间厂试验表明:80%的钾可以从粗蒸发盐中回收到约含13%K_2O 的浮选精矿中。     

托素湖湖水蒸发过程中析盐及其pH值的变化规律研究

盐湖卤水蒸发是提取盐湖资源的主要途径之一,当前盐湖卤水的蒸发实验主要集中在矿化程度较高的盐湖和咸水湖中,蒸出矿物以硫酸盐和氯化物为主。为了获得湖水蒸发过程中从低矿化度到高矿化度全阶段的析盐和pH值变化规律,本文用托素湖微咸水在恒温室内开展28±2℃蒸发实验。托素湖为硫酸镁亚型微咸水湖(矿化度27.8 g/L),整个蒸发过程中pH值由8.92持续降低到6.108;矿物析出顺序为三水菱镁矿-文石-石盐-六水泻盐-白钠镁矾-五水泻盐-四水泻盐,共有七组盐类析出。卤水pH值的变化主要受矿物相变化控制,在碳酸盐析出过程中pH由8.529迅速降低到7.205,而后以析出矿物石盐为主的石盐-硫酸盐析出阶段pH降低到6.887,之后在白钠镁为主硫酸盐-石盐阶段pH缓慢降低到6.29。同时分析了石膏、芒硝、泻利盐等矿物未析出的原因。通过托素湖湖水蒸发实验,可以更全面的认识硫酸镁亚型盐湖演化全过程中的矿物沉积规律及物理化学性质变化。     

托素湖湖水蒸发过程中析盐及其pH值的变化规律研究

盐湖卤水蒸发是提取盐湖有益成分的主要途径之一,当前盐湖卤水的蒸发实验主要集中在矿化程度较高的盐湖和咸水湖中,蒸出矿物以硫酸盐和氯化物为主。为了获得湖水蒸发过程中从低矿化度到高矿化度全阶段的析盐和pH值变化规律,用托素湖微咸水在恒温室内开展28±2℃蒸发实验。托素湖为硫酸镁亚型微咸水湖(矿化度27.8 g/L),整个蒸发过程中pH值由8.92持续降低到6.108;矿物析出顺序为三水菱镁矿—文石—石盐—六水泻盐—白钠镁矾—五水泻盐—四水泻盐,共有七组盐类析出。卤水pH值的变化主要受矿物相变化控制,在碳酸盐析出过程中pH由8.529迅速降低到7.205,而后以析出矿物石盐为主的石盐—硫酸盐析出阶段pH降低到6.887,之后在白钠镁为主的硫酸盐—石盐阶段pH缓慢降低到6.29。同时分析了石膏、芒硝、泻利盐等矿物未析出的原因。通过托素湖湖水蒸发实验,可以更全面地认识硫酸镁亚型盐湖演化全过程中的矿物沉积规律及物理化学性质变化。     

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。     

盐湖提锂副产氢氧化镁制备碱式硫酸镁晶须

青海具有丰富的盐湖资源,其中提锂工艺副产了大量的粗品氢氧化镁,这些粗品氢氧化镁无法直接利用而被多数企业废弃,不仅引起了环境的污染,还造成了资源的浪费,因此需要对粗品氢氧化镁进行高值化利用。以盐湖提锂副产的氢氧化镁为原料,将其进行预处理后与七水硫酸镁水热合成了碱式硫酸镁MgSO_4·5Mg(OH)_2·3H_2O(153型)晶须。同时,考察了不同纯度氢氧化镁对晶须制备的影响,通过化学分析、XRD、SEM、TEM、TG-DTG等表征手段对所得材料的组成、结构和形貌进行了分析。研究结果表明,采用预处理的副产氢氧化镁(其纯度达到94.8%)原料时,得到的碱式硫酸镁晶须不仅纯度高,且表面光滑、长径比较高,可以实现废物回收利用、降低生产成本、盐湖资源高效综合利用的目标。     

锂光卤石X-ray衍射标准图谱

盐湖卤水提锂过程中需了解与掌握锂元素结晶析出与赋存状态,锂光卤石(LiCl·MgCl_2·7H_2O)作为重要的中间产物,其结构与种类均需鉴别,但由于缺乏锂光卤石的X-ray衍射标准图谱,使得常见的Xray衍射方法无法应用。利用相图原理,通过湿固相法制备高纯锂光卤石,然后对其进行X-ray衍射分析,从而提供锂光卤石X-ray衍射的标准图谱,为高镁锂比盐湖卤水提锂过程分析提供可靠的理论支撑。     

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。     

玻利维亚Uyuni盐湖卤水25 ℃等温蒸发实验

本文开展了玻利维亚Uyuni盐湖卤水25℃等温蒸发实验研究.参考Na+、K+、Mg2+ /Cl-、SO42-H2O五元体系298K(介稳)相图和Li+、Mg2+/Cl-、SO42-H2O四元交互体系298K(介稳)相图进行了理论分析,利用X射线衍射测试了析出矿物的物相,结合化学分析结果,研究了该卤水在等温蒸发过程盐类矿...     

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。     

大苏干湖湖水蒸发过程中析盐规律及pH值变化

卤水蒸发实验多集中在矿化度较高的后期阶段的盐湖,其矿物主要为氯化物及镁的硫酸盐。为了获得碳酸盐—硫酸盐—氯化物整个盐湖演化阶段的析盐及pH值变化规律,使用大苏干湖微咸水(矿化度为26.5 g/L)在28±2 ℃的恒温室内进行蒸发实验。结果表明,在整个蒸发过程矿物结晶析出顺序为单水方解石—石盐—三水碳酸镁—白钠镁矾—泻利盐—六水泻盐—碳酸钠矾,共有七组盐类析出序列,不同于其它硫酸钠亚型的盐湖蒸发沉积规律,大苏干湖微咸水蒸发沉积过程中未见芒硝析出,可能与其特殊的水化学组成有关;pH值由8.82持续降低到6.29。其pH值的变化主要受控于矿物相的析出,在碳酸盐析出过程中pH由8.79迅速降低到7.38,而后以白钠镁矾为主的硫酸盐析出阶段pH降低到6.65,之后在石盐析出阶段pH缓慢降低到6.29。通过微咸水湖的蒸发实验,对于盐湖演化过程中的结晶析盐规律及各析盐阶段的pH值变化规律有了更加全面的认识。     

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。     

柴达木盆地大盐滩矿区深层晶间卤水的成因

柴达木盆地西部昆特依盐湖大盐滩矿区地下卤水资源丰富,具有很好的开发利用前景。野外采取了大盐滩矿区不同深度(9.8～133 m)晶间卤水样品和冷湖构造油田水样品,分析了卤水的水化学组成和氢氧同位素值。结果显示,晶间卤水矿化度较高(平均为363.94 g/L)且富K~+,水化学类型为硫酸镁亚型;油田水矿化度较低(平均为39.02 g/L),富Ca~(2+)和Sr~(2+),水化学类型为氯化物型。离子含量及钠氯系数和溴氯系数分析显示,大盐滩矿区晶间卤水主要为大气降水汇聚后经蒸发作用形成,深层晶间卤水(30～133 m)具有大气降水盐岩溶滤成因及受具有深部来源性质油田水补给的特征。氢氧同位素组成分析表明,卤水均发生了明显的"氧同位素正漂移"现象,推断深层晶间卤水较高的δ~(18)O、δD值与浅层晶间卤水(9.8～11.5 m)以及大气降水溶滤盐岩沿断裂下渗补给有关。     

盐田高浓度卤水蒸发的数学模型 及动力学研究

首次从化学工程的角度 ,将盐田系统作为一类特殊的化学反应器和无机盐分离设备进行了详细的论述。在大量试验基础上 ,系统地分析和研究了 Na+,K+,Mg2 +∥Cl-,- H2 O四元水盐体系卤水在天然蒸发状态下的宏观蒸发动力学参数。从理论上对与卤水蒸发相关的多种参数进行了分析和合理简化 ,概述了卤水蒸发过程中的质量传递规律。并在此基础上通过计算机模拟方法建立了四元水盐体系高浓度卤水在特定地域中进行天然蒸发的卤水宏观蒸发动力学模型 ,证明了多种简化和理论假设的合理性。对该数学模型在盐湖卤水开发中的盐田设计、盐田生产的现代化自动管理和控制等进行了探讨。在卤水蒸发动力学模型建立的过程中 ,针对实际生产过程的需要 ,通过多种参数的分析 ,建立了多种参数关系     

水盐体系相图与盐湖资源开发利用

盐湖是天然存在于地球表面上的水与盐类共存的复杂体系。在盐湖中不断发生着盐类的沉积析出或溶解、混合等过程,即相变化过程。水盐体系相图是水盐体系相平衡的几何表示,在描述水盐体系相变化过程中,因其具有的明显的几何直观性,得到了最广泛的应用。从水盐体系相图在盐湖化学分类、卤水蒸发过程、卤水中各成分的分离提取、水盐体系热力学模型的建立和应用等多方面论述了相图的应用。从盐湖资源开发利用的实际问题出发,列举了作者计算获得(非引自通常的参考文献或出版物)的众多典型实例。     

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。     

从柴达木盆地油田水和盐湖卤水中分离提取铀的可行性分析

除固体铀矿和海水之外,油田水和盐湖卤水是十分重要的液体铀资源。分析了从柴达木盆地油田水和盐湖卤水中分离提取铀的可行性,预测了铀在油田水和盐湖卤水中的化学形态,提出了适宜的铀分离提取方法(吸附法),探讨了分离提取机理、分离提取过程中可能的干扰因素及相应的排除方法,进而对研究工作提出了一些建议。     

氯化钡法在盐湖高锂卤水中高效分离硫酸根的研究

在生产碳酸锂的工艺中,尤其除硫过程中,锂会伴随其它盐类析出,造成锂的大量夹带损失.因此盐湖高锂卤水中硫酸根的脱除对锂的高效富集,提高锂的收率有重大意义.研究以盐湖高锂卤水为原料,通过加入氯化钡,采用化学沉淀法除去卤水中的SO2-4.详细考察了原料配比(SO2-4与Ba2+的摩尔比)、加料方式、加料时间、反应时间、搅拌速...     

基于盐湖尾卤溶液结构变化的镁锂分离研究

盐湖卤水提锂工艺的难点之一在于卤水中镁锂比过高。采用红外光谱对非平衡动态降温过程中溶液结构变化进行分析,测定不同类型单盐溶液和卤水的结构变化,并基于此规律强化盐湖尾卤的镁锂分离。结果表明,MgSO₄ 溶液在40℃及以上时,984 cm^-1 处的特征峰显示可能出现接触式离子对结构(Mg²⁺-SO₄^2-);1 280 cm^-1处出现溶剂共享型离子对结构(Mg²⁺-H₂O-SO₄^2-);Li₂SO₄溶液中出现溶剂共享型离子对结构的可能性低,镁锂之间会出现结构差异。基于如上溶液结构的变化,通过非平衡动态降温过程,实现盐湖尾卤中的镁锂分离,镁锂质量比值可由最初的40降至20左右,Mg²⁺以MgSO₄·nH₂O型混合结晶产品的形式从卤水中析出,而液相中Li⁺