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。     

粉末压片-X射线荧光光谱法测定盐湖样品中的主次元素

采用粉末样品压片制样,利用波长色散X射线荧光光谱仪对盐湖样品中K、Ca、Na、Mg、Cl、SO_4~(2-)等6个主次元素(组分)含量进行测定。使用化学定值得到的样品作为人工标样,其值作为标准样品参考值,建立了X射线荧光光谱法测定盐湖样品中主次元素的方法。经验证,该分析方法的准确度完全能够满足化学分析的要求,其相对标准偏差RSD7%,分析元素结果与化学法结果的相对误差均小于5%。     

氯化物型和硫酸盐型卤水物性参数变化规律研究

在野外自然条件下光照和温度对盐湖卤水的物性参数有很大影响,在实验室条件下模拟一里坪盐湖卤水和黑北凹地卤水,研究了温度对氯化物型和硫酸盐型卤水多元体系的pH、黏度和密度的影响规律。结果表明,一里坪硫酸盐型和黑北凹地氯化物型卤水的pH和黏度随着温度升高而减小,密度随着温度升高而增大。     

干涸尾闾湖盆区泥漠地表磨蚀释尘特征

沙粒的表面磨蚀效应是地表产尘、释尘的重要机制,针对干湖盆泥漠地表开展磨蚀释尘实验研究,对理解干湖盆地表风蚀过程及盐碱尘暴形成机理具有重要意义。对采自西居延海干涸湖盆泥漠地表土样进行室内磨蚀模拟实验,研究了不同粒级（细、中、粗）沙粒不同落沙角度（30°,45°,60°）的磨蚀效应。结果表明：（1）泥漠地表磨蚀实验中能够产生明显释尘效应的沙粒粒级阈值为中沙（0.25 mm<M_d<0.50 mm）;（2）磨蚀粒径粒级相同时,磨蚀角度会对泥漠地表磨蚀释尘速率产生影响,磨蚀量的角度排序为60°>30°>45°,但同一粒级3种角度下的磨蚀释尘率差异不显著。（3）磨蚀角度为45°时,计算了泥漠地表的质量磨蚀率与能量磨蚀率,其中中沙为0.04 g·kg^-1、0.43 g·J^-1,粗沙为0.08 g·kg^-1、0.74 g·J^-1,极粗沙为0.26 g·kg^-1、2.54 g·J^-1;在磨蚀沙粒粒级倍增而磨蚀角度不变情况下,泥漠地表磨蚀释尘率与能量磨蚀率未发生正比例线性增长变化。     

哈达贺休盐湖卤水氢氧同位素特征及成因分析

内蒙古哈达贺休盐湖蕴藏着较为丰富的地下卤水资源,但人们对其成因和演化机制尚缺乏充分的认识。本文采用稳定同位素方法,研究了哈达贺休盐湖地下卤水及其周边水体的氢氧同位素组成特征,并对卤水的成因进行了分析。结果表明：哈达贺休盐湖地下卤水的?D和?18O值平均值分别为-0.53 ‰和4.01 ‰,黑河河水的?D和?18O值平均值分别为-36.73 ‰和-5.51 ‰,居延海湖水的?D和?18O值平均值分别为1.26 ‰和2.73 ‰,当地大气降水的?D和?18O值平均值分别为-5.30 ‰和-1.20 ‰。研究区水体的蒸发趋势线方程为δD=5.32δ18O-20.08,该蒸发线偏离全球大气降水线。黑河河水的氘盈余值（d）最大,湖水和地下卤水的最小,而且湖水和卤水的d值与TDS呈负相关关系。偏正的?D和?18O值以及较小的d值,表明研究区卤水经历了强烈的蒸发,同时还存在与含氧类矿物的同位素交换反应。卤水和居延海湖水氢氧同位素值分布比较集中并且接近,二者都由黑河河水演化而来。     

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。     

低碳盐湖提锂:高渗透选择性纳滤膜和正渗透膜材料

报道了联合基金项目“面向青海盐湖卤水锂提取过程强化的高性能中空纤维正渗透膜材料的设计研究”的最新进展。研究从吸附/解吸或稀释盐湖卤水出发,采用“纳滤－正渗透膜”耦合工艺纯化和浓缩Li+浓度至3 wt.%用于碳酸锂沉淀。研究重点是制备高渗透分离性能的层层自组装中空纤维纳滤膜和正渗透膜材料。通过基膜孔结构和物化性能与层层自组装纳滤膜性能和界面聚合正渗透膜性能之间的关系研究及系列技术攻关,已完成四寸中空纤维纳滤膜和正渗透膜的制备,技术指标达到项目指标。项目研究为青海盐湖锂提取提供了核心的分离和浓缩膜材料。     

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。     

大地上的彩色眼睛：内陆盐湖

从专业的角度讲,盐湖皆产生于内陆盆地,四周的降水或冰雪融水通过地表径流和地下径流,溶解了土壤或者地壳中的盐分以及可溶性矿物元素,最后汇集到盆地中央,形成盐分和各种矿物元素含量很高的湖水。由于湖水所含矿物元素不同,湖水的颜色会不一样。有时候,在天气状况和光线不同的情况下,湖水的颜色也会不一样。各种颜色的盐湖,好似镶嵌在大地上的彩色眼睛,静谧而美丽!     

盐湖丰产元素与Zintl化合物

Zintl化合物是以Edward Zintl命名的化合物,是一类由电正性的碱金属或碱土金属与电负性的13族或14族元素形成的特殊金属间化合物。其价键模式可以是离子键、金属键和共价键共存,其中的准金属可以共价键形成各种形式的离子簇,因而其结构复杂多样。这类化合物的部分阴离子簇不仅具有稳定的笼状、层状和链状结构,并且具有特殊的光、电、磁等性能,使得在半导体、催化、电极材料等方面都有应用的前景和发展潜力。介绍了几个特殊Zintl化合物体系,盐湖丰产元素在Zintl化合物中的作用,指出了含有盐湖丰产元素的Zintl化合物的应用前景和方向。