郑绵平------我国盐湖资源及其开发利用
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成盐理论引领我国找钾取得重要进展郑绵平;韦钊;王绪本;安莲英;乜贞;谭筱虹;张雪飞;牛新生;侯献华;于常青;李洪普;尹宏伟;张震;邓小林;张永生;郭廷峰【期刊名称】《地球学报》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】The salt formation theory has led to the breakthrough and important progress in potash deposit prospecting: a new type gravel brine layer rich in potassium was discovered in the early pre-Quaternary strata in Altun Mountains in the west of Qaidam Basin. This progress was made by the Salt Party of the Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, headed by Professor ZhengMianping, academician of the Chinese Academy of Engineering, with such institutions as the Qaidam Comprehensive Exploration Institute of Geology and Mineral Resources as the co-researchers and under the joint support of geological survey projects and key projects of the National Natural Science Foundation of China. Drilling shows that it possesses the estimated resource quantity of 350 million tons and hence is likely to be the reserve base of potash salt in Qaidam Basin. Additionally, Paleogene potash-bearing ore beds with the thickness of 100 meters were found in Kuqa depression, Tarim, where there is a 41 meter-thick salt bed of potassium chloride that reaches industrial grade. Furthermore, Triassic polyhalite was found in Sichuan Basin, which is not only an important potassium source indeep brine rich in potash but also a precious slow-release potassium fertilizer. Besides, in Upper Yangtze River Basin, 13 potassium-rich brine deposits of brine-bearing structure were evaluated, and the potassium chloride resource is estimated to be 49.17 million tons. What is more, in Mengyejing of southwestern Yunnan Province, a“two-storey”potash-forming model was set up, and, in Ordovician salt basin of northern Shaanxi Province, the area of potash prospecting target area has been largely reduced, which shows the dawn of the breakthrough in marine potash prospecting.%中国地质科学院矿产资源研究所郑绵平院士钾盐团队在地质调查项目和国家自然科学基金重点项目联合资助下,联合柴达木综合地质矿产勘查院等单位,在柴达木盆地西部阿尔金山前第四纪早期地层发现新型砂砾含钾卤水层,根据钻探资料控制的资源量3.5亿吨,有望成为柴达木盆地钾盐后备基地。
新疆罗布泊超大型卤水钾矿发现20年宣之强【摘要】鉀“罗布泊超大型卤水矿”的发现,是中国众多地学科学家40年探寻预测的。
王弭力研究员及其团队,于1995年秋首次踏进罗布泊“罗北凹地”,当年找到4356万t 鉀优质卤水矿;经五年儲科研和勘探,查明量达2.5亿t 鉀硏、为超大型卤水矿。
理论创新,成为完成科和勘探的关键,加速了百万吨级“罗钾公司”硫酸钾肥生产成功投产。
古丝绸之路上生命回归、一颗新星“罗布泊”镇诞生,“百年罗钾”资源保障科研探钾即将启动,中国几代“钾盐人”的梦想成真。
%The super-large scale potash deposits in Lop Nur Lake is predictedby a large number of China earth scientists in their 40-year exploration. Wang Mili and his team entered Luobei depressions of the Lop Nur for the first time in the autumn of 1995, then find 43.56 million t of high-quality potash brine. After five years of research and exploration, super-large scale potash deposits with reserves of 250 million t have been found. Theoretical Innovation is the key to research and exploration. Selfless dedication accelerated megaton Luojia company of potassium fertilizer successfully put into operation. A new town of Lop Nur Lake will born in the ancientSilk Road. Scientific research and explorationis of Century Luojia is aboutto start, which make the of potash prospectors for several generations come true.【期刊名称】《化工矿产地质》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】5页(P60-64)【关键词】罗布泊超大型钾矿;硫酸钾肥投产;“鉀盐人”【作者】宣之强【作者单位】中化地质矿山总局地质研究院,河北涿州,072754【正文语种】中文【中图分类】F407.1提要“罗布泊超大型卤水鉀矿”的发现,是中国众多地学科学家40年探寻预测的。
我国钾、镁、锂、硼矿产资源的可持续发展
郑绵平;项仁杰;葛振华
【期刊名称】《国土资源情报》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘要】我国已探明的钾盐储量主要分布在青海柴达木盆地和新疆罗布泊的11个现代盐湖中?青海柴达木盆地KCI的资源总量为7.13亿t,其次是新疆罗布泊,初步圈定KCI资源量2.9亿t,第三是西藏35个特种(钾锂硼)盐湖,KCI资源量0.66亿t。
此外,内蒙已发现的钾盐湖
【总页数】6页(P27-32)
【作者】郑绵平;项仁杰;葛振华
【作者单位】中国地质科学院,北京,100037;国土资源部信息中心,北京,100812;国土资源部信息中心,北京,100812
【正文语种】中文
【中图分类】TD98
【相关文献】
1.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯 [J], 郭琳;赵怀颖;温宏利;巩爱华;孙红宾
2.青海察尔汗盐湖矿产资源的开发方向思考——钾、硼、锂、镁综合开发、高附加值的盐湖深加工产品开发 [J], 胡仙峰
3.青海察尔汗盐湖矿产资源的开发方向思考--钾、硼、锂、镁综合开发、高附加值的盐湖深加工产品开发 [J], 胡仙峰
4.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 [J], 余明祥;李陇岗;陈元军;秦佳政;刘贺
5.聚焦盐湖资源综合开发共建“生态镁锂钾园” 2016年中国盐湖镁锂钾产业发展论坛在青海格尔木召开 [J], 徐骞
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西藏阿里地区盐湖浮游生物生态调查袁显春;郑绵平;赵文;王海雷【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2007(81)12【摘要】2006年8~10月对西藏阿里地区21个湖泊的浮游生物作了初步调查,采得44个浮游生物样品和22个水化学样品.经鉴定分析得浮游植物105种(变种),分属5门49属,其中硅藻门19属63种(变种),占总种数的60%;浮游动物14种,分属3门11属,其中亚洲后镖水蚤(Metadiaptomus asiaticus Uljanirs)为西藏首次记录.有螺旋藻、盐藻、西藏拟溞、卤虫等经济种分布的湖泊数分别为8、3、5、12个.浮游生物物种多度随盐度升高而降低,统计分析表明,在0.31~300.71 g/L盐度范围内,浮游生物物种多度与盐度存在不显著负相关关系(r2=-0.05,p>0.05).文章讨论了西藏拟溞与桡足类之间存在的季节性种群更替现象,以及硅藻在这一现象中可能存在的重要作用.最后对盐湖生物资源特别是西藏拟溞的开发利用提出了设想.【总页数】10页(P1754-1763)【作者】袁显春;郑绵平;赵文;王海雷【作者单位】大连水产学院,116023;国土资源部盐湖资源与环境重点实验室,北京,100037;中国地质科学院盐湖与热水资源研究发展中心,北京,100037;国土资源部盐湖资源与环境重点实验室,北京,100037;中国地质科学院盐湖与热水资源研究发展中心,北京,100037;中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037;大连水产学院,116023;国土资源部盐湖资源与环境重点实验室,北京,100037;国土资源部盐湖资源与环境重点实验室,北京,100037;中国地质科学院盐湖与热水资源研究发展中心,北京,100037;中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P5【相关文献】1.西藏阿里地区泽错大型盐湖锂(硼)矿床的发现及开发利用前景 [J], 李志丹; 金若时; 李效广; 李凌平; 陈烈; 刘朝强; 周恳恳; 张超2.西藏阿里地区生态旅游区划及分区开发策略 [J], 古格·其美多吉;索朗仁青3.西藏阿里地区噶尔县农业生态产业园温室芹菜潜叶蝇发生特点及绿色综合防控技术 [J], 达会广;白玛格桑4.西藏阿里地区牦牛生态类群分子遗传多样性研究 [J], 平措占堆;张强;巴桑旺堆;洛桑顿珠;鲜莉莉;尼玛次仁;索朗多吉;巴多;旦巴;旦巴加参;支张5.西藏阿里地区啮齿动物及其体外寄生蚤生态调查 [J], 张桂林;马德新;窦君;党荣理;周新荣;吉保新;王天祥因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
电子、玻璃、医药等领域。
因此在众多的稀缺金属元素中,随着国内外科技的不断发展,对铷、铯的需求日益增加。
文章主要论述了三种方法分离提取铷铯。
2.1 沉淀法沉淀法是一种比较经典的提取方法,是在一定pH 、时间等条件下,通过控制某些沉淀剂的浓度,利用铷、铯离子能与沉淀剂反应结晶沉淀或生成难溶化合物的性质,进行分离提取出目标离子。
铷、铯离子产生沉淀的前提是与大体积阴离子结合。
用于提取分离铷、铯离子的大体积阴离子常用的是杂多酸、络合酸盐、多卤化物[8]、矾类[9]和某些有机试剂等等。
沉淀法在早期的工业生产中和裂变产物放射性元素的分离应用较多,这种方法一般用于从水溶液中或从铷、铯含量高的卤水中分离提取铷、铯。
利用沉淀法提取铷、铯的研究很少,主要是盐湖卤水中铷、铯的含量太少,利用沉淀法分离结果不是很理想。
岳涛等[10]以四苯硼钠作为铷的沉淀剂,利用重量法来分离铷,四苯硼钠可作为铷、铯的理想沉淀剂,由于反应生成的沉淀在水中的溶解度极小,四苯硼铷在水中的溶解度仅为0.378mg ,然而由于四苯硼钠也是钾离子的最佳沉淀剂,盐湖中的钾离子含量远远高于铷离子浓度,所以实际上用四苯硼铷做沉淀剂并不可行。
徐伟强等[11]用磷钨酸与铯反应产生沉淀来分离反应堆底泥中的放射性元索137Cs,该方法的平均回收率为99.72%,效果较好。
沈振天等[12]通过将制备的碘铋酸钾(KBiI)对标准CsCl 溶液(2g/L)进行重沉淀,并将所得沉淀物Cs 3Bi 2I 9溶解在盐酸溶液中后利用阴离子交换树脂去除杂质阴离子Bi 2I 93-,准确测定了合成样铯盐中的铯,测定误差小于0.7%,除了RbCl 的干扰,其他碱金属和碱土金属元素并不影响测定。
在钾离子等碱金属元素存在的情况下,碘铋酸钾也可准确的沉淀铷、铯,然而由于碘铋酸钾不溶于水,不能在盐湖卤水中提取铷、铯,矿石中铷、铯的提取可以用这种方法。
由于沉淀剂价格昂贵,且沉淀法的过程相对复杂,虽然沉淀法的回收率很高,沉淀法在实际生产中也很少应用。
我国盐湖资源概况及提盐湖资源的开发利用现状一、中国盐湖资源概况盐湖是指湖水含盐度w(NaCleq)>3.5%的湖泊,也包括表面卤水干涸、由含盐沉积与晶间卤水组成的地下卤水湖与干盐湖。
中国现代盐湖卤水中无机盐资源丰富,除蕴含钾、钠、氯、镁等元素外,锂、硼、铷、铯、碘、溴等总体储量也颇为可观。
作为自然资源的重要组成部分与巨大的珍贵无机盐资源宝库,中国盐湖以数量多、面积广、资源丰富、类型齐全、富含较多稀有元素著称于世。
据不完全统计,全国已发现各类盐湖1500多个,几乎沿着大兴安岭南端-吕梁山山脉-阴山祁连山山脉-念青唐古拉山东冈底斯山山脉一线以北的西北部干旱和半干旱地区分布,主要集中分布于青海、西藏、新疆与内蒙古等4个省(区)。
依据大地构造背景、地形地貌条件、元素物质来源组成与卤水地球化学特征,可将中国盐湖划分为青藏高原区、西北区、东北区与东部分散区等4个盐湖分布区域,其中青海盐湖以硫酸镁-氯化物型为主,西藏多为碳酸盐-硫酸盐型盐湖,新疆与内蒙古则分别以硫酸盐型和碳酸盐型为主。
青海盐湖集中分布于素有“聚宝盆”之称的柴达木盆地,盆地内分布着察尔汗、东西台吉乃尔、大柴旦、马海、昆特依、一里坪、察汗斯拉图、大浪滩、尕斯库勒等各种大小不同的地表卤水湖、半干涸湖和干涸盐湖共计33个,现已发现盐湖矿床70余处,盐类沉积面积为3万km2。
作为全国最大的盐湖资源储备基地,柴达木盆地累计探明资源量约为 4 000亿t,其中已探明的液体氯化钾资源量为7.5亿t、镁盐资源量为65.04亿t、伴生锂矿资源量为 1 848.96万t、硼矿资源量为8 197.9万t、溴矿资源量为18.25万t、碘矿资源量为1.02万t。
西藏盐湖广布,卤水面积>1 km2的盐湖数量达234个,其总面积为8 150.18 km2,约占全区盐湖总面积(8 225.18 km2)的99%,主要有扎布耶、结则茶卡、龙木错、秋里南木、基步茶卡等盐湖。
万方数据万方数据地质学报表1青藏高原I・V湖泊水化学带湖水pH值与矿化度平均值(g/L)oTablelAveragesofpHvaluesandsalinitiesoflakewaterintheI。
VhydrochemicalzonesoflakesontheQinghai-TibetPlateau*、\分带Ⅳ水类\I1I2ⅡⅢVⅣ1Ⅳ2Ⅳ3Ⅳ4pH9.07(22)8.21(26)7.78(12)7.62(1)7.35(16)6.64(10)7.90(1)盐湖盐度135(2)l55(34)192.14(33)145.85(13)125.98(4)261.32(1)287.14(18)352.68(10)240.14(2)pH9.13(13)9.405(26)9.020(17)8.35(7)8.10(3)8.95(1)8.25(4)咸水湖盐度3.6(13)13.52(42)13.76(23)9.56(10)2.68(1)18.36(3)18.28(3)5.04(4)pit7.6(5)8.6(5)8.61(2)7.95(1)7.46(8)淡水湖盐度0.26(6)0.58(11)0.70(4)0.73(1)0.89(I)0.27(12)pH8.7(18)9.218.618.077.898.156.647.87各种湖泊盐度15.20(21)12.6568.8777.7l43.1393.52152.7l352.6827.88(18)①据ZhengMianping(1997)作了补充。
盐度(g几)图3青藏高原湖泊盐度和水化学类型与pH相关图Fig.3RelationofpHtOsalinityandhydroehemicaltypeoflakesontheQinghai—TibetPlateau卜碳酸盐型;2一硫酸钠、啦型;3一硫酸镁、瞳型;4一氯化物型1--Carbonatetype;2--sodiumsulfatesubtype;3--magnesiumsulfatesubtype;4--chloridetype~400mm、年干燥度2~10,该区34个盐湖平均矿化度为1559/L。
中国盐湖及盐类矿产资源研究回顾与展望宣之强【摘要】Through the efforts of several generations of salt mine scientific and technical personnel,and by scientific investigation of salt mineral resources and salt lakes,it has been found out that China is rich in salt lake and salt mineral resources, and the exploitation of resources of potassium,magnesium, born, lithium, etc.and study of cause of formation of the resources have achieved success and gained recognition.50 collected important monographs and literatures are analyzed in order to review the past, to look forward to the future and to provide references for proposing research content and development suggestion for geological prospecting of salt minerals in future.%经过几代盐矿科技人员的努力,通过盐类矿产资源及盐湖科学考察,查明我国盐湖及盐类矿产资源十分丰富,其中钾、镁、硼、锂等资源开发及成因研究分别获得成功和认可.通过对所收集到的50部重要专著和文献进行分析,以期回顾过去、展望未来,为提出今后盐类矿产地质找矿研究内容和发展设想提供参考.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】7页(P53-59)【关键词】盐湖;盐类矿产资源;钾盐;钾肥【作者】宣之强【作者单位】中化地质矿山总局地质研究院河北涿州 072754【正文语种】中文【中图分类】TD871自袁见齐先生等从1940年起,中国盐类矿产资源及盐湖科学调查至今已有70多年的历史,经过几代盐矿科技人员的努力,查明我国盐湖及盐类矿产资源十分丰富,固体矿多产石盐、石膏、芒硝,次之为钾镁盐、硼酸盐、天然碱、硝酸盐及锶盐等;卤水矿多为富含钾、镁、钠、硼、锂、铷、铯、锶、铀、镭、溴、碘、氯、硫、重水等金属和非金属资源。
发挥资源优势,促进基础锂产业跨越发展——西藏阿里盐湖锂资源开发项目简介曾云龚志兴西藏城投控股西藏国能矿业发展有限公司控制了西藏阿里日土县龙木错、结则茶卡两个盐湖资源,其中锂资源储量排名中国第一,单公司锂资源储量排名全球第三。
公司完成了资源勘查、中试实验,目前正在推进以锂资源为主的综合利用开发,现将有关情况介绍如下。
一、资源特点、优势概述结则茶卡和龙木错盐湖位于藏北高原阿里地区日土县境内,两湖直线距离70多公里。
1、结则茶卡盐湖。
结则茶卡盐湖是一个富锂的碳酸型盐湖,以富含锂为主,钾、硼等多种有价元素共存的盐湖卤水矿床,矿区地势较平坦,湖盆及周边地区海拔标高一般在4500~5500m,湖面海拔标高4524m。
结则茶卡盐湖为封闭内流盆地,湖面形状呈北西-南东向展布,长轴最长达16Km,短轴最宽达9Km,地表卤水面积为113.05km2,湖水最大水深接近31m,平均深17.01m,卤水总量为19.66×108m3。
结则茶卡盐湖是以锂为主,钾、硼等多种有价元素共存的盐湖卤水矿床,卤水中所含的钾、锂、硼均达到一定的规模,品位已达到工业利用标准。
根据盐湖化学分类,其卤水类型为碳酸盐型。
该盐湖卤水其pH 平均值为8.11,为弱碱性;矿化度介于117.855g/L~126.450g/L 之间,为低矿化度;总硬度(以CaCO3计)介于36.79g/L~40.97g/L 之间,属弱碱性~碱性卤水。
卤水的平均密度为1.083g/ml。
结则茶卡盐湖地表卤水的主要矿物组分为钾,次要的矿物组分为锂和硼。
KCl 平均含量为6790mg/L,LiCl 平均含量为1510mg/L,卤水中B2O3平均含量为835mg/L。
结则茶卡盐湖资源量(332)估算如下:湖区面积(km2)组成平均含量(mg/L)资源量(t)KCl 6790.0 979.94×104 LiCl 1510.0 230.69×104113.05×106B2O3 835.0 161.41×104结则茶卡盐湖卤水的主要化学组成Mg :Li ≈ 1.15mg/L g/L组分B2O3 LiCl KCl CO3- SO4-2 Ca+2 Mg+2平均含量835 1510 6790 3.954 1.188 0.006 0.292. 龙木错盐湖。
我国深层地下卤水钾、锂资源及其开发前景
韩佳欢;郑绵平;乜贞;郭廷峰;伍倩;王云生;崔政东;丁涛
【期刊名称】《盐湖研究》
【年(卷),期】2024(32)2
【摘要】我国已探明的钾、锂资源大多赋存于盐湖卤水矿床中,但经过多年生产地表盐湖资源消耗严重,海相地层寻找钾、锂的工作还未取得突破,深层地下卤水则可
成为解决我国锂钾资源需求的后续储备。
我国深层地下卤水主要分布在柴西、四川、湖北、江西等地,资源丰富,其中富含高品位的钾、锂、硼等元素,具有很好的经济利用价值,但是目前工作程度还不够,并由于开采技术、成本等问题,还未实现工业开采。
文章对我国重点区块深层地下卤水的水化学特征、分布规律等进行了总结,结合已
有的深层卤水资源量评价等数据,提出了下一步重点研究的建议区块,可为后续我国
深层卤水钾、锂资源评价、综合提取工艺研究等提供科技支撑。
【总页数】11页(P90-100)
【作者】韩佳欢;郑绵平;乜贞;郭廷峰;伍倩;王云生;崔政东;丁涛
【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院;中国地质科学院矿产资源研究所;青海省地质矿产勘查开发局;沈阳地震监测中心站
【正文语种】中文
【中图分类】TS322
【相关文献】
1.论青海一里坪盐湖卤水锂及硼钾镁资源开发
2.非稳定井流解析法评价深层地下富钾卤水可采资源量
3.我国北方滨海平原区地下卤水资源开发利用前景
4.我国卤水锂资源丰富开发前景广阔
5.江汉盆地卤水锂资源特征及开发利用前景
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盐湖资源开发及综合利用发布时间:2022-01-24T05:53:06.207Z 来源:《中国科技人才》2021年第30期作者:康守业[导读] 盐湖资源的开发及利用逐渐受到人们的广泛关注,因此,盐湖资源的开发及利用进行分析对资源循环经济具有重要作用。
青海盐湖工业股份公司钾肥分公司青海格尔木 816000摘要:盐湖资源的开发及利用逐渐受到人们的广泛关注,因此,盐湖资源的开发及利用进行分析对资源循环经济具有重要作用。
因此,本文对该问题进行有效分析,首先阐述盐湖资源的分布,以及不同地区盐湖的类型。
分析当前盐湖资源进行开发和利用存在的问题,依据存在的问题提出盐湖资源开发利用的思考路径,并对先进技术以及产业的发展提出具体的建议。
关键词:盐湖资源;综合利用;镁资源;引言盐湖资源是中国矿产资源组成部分之一,其中的无机盐资源非常丰富。
中国盐湖主要以数量非常多、品种比较全以及资源非常丰富等特点,且盐湖中含有很多稀有元素而被众人所知。
主要以镁、钾等元素的盐湖资源在新能源以及农业和环保等一些行业中得到广泛应用。
当前,一些发达国家将盐湖看作是稀有的资源进行科学以及可持续开发的有效利用[1]。
1盐湖资源一般指湖水的含盐量超过50 g?L-1的湖泊称作是盐湖。
盐湖是在特定自然产生的地理现象,并且是在较为复杂地质条件下产生的,是大自然盐水产生的物质运动形成的产物。
盐湖中含有很多重要的化学成分,是无机化学主要的来源。
我国国土资源比较广,因此盐湖发育的很好。
从大兴安岭的南部起,沿着祁连山脉一线向北,这一部分盐湖的资源非常多,有效形成盐湖带。
盐湖分布能有反映出盐湖的构造以及历史形成、水化学等特征因素的影响,由此,在国土资源地理空间中呈现的是聚集性分布。
我国内蒙主要以碳酸型的盐湖为主,青海则是以硫酸镁型的盐湖为主,而新疆西藏主要是以硫酸盐型的盐湖为主[2]。
2盐湖开发综合利用存在的问题2.1基础调查不够详细部分盐湖中小比例尺的调查已经全面覆盖,但覆盖的情况存在精度较低以及数据信息比较单一等问题,对盐湖的各项资源调查的不够详细。
科普读懂高原盐湖演化野外观测人员进行盐湖湖水观测与采样。
提到盐湖,人们往往会想到“天空之镜”,它独特的美景也吸引了很多游客前去“打卡”。
然而,除此之外,盐湖集大气圈、水圈、生物圈和岩石圈演化的综合信息于一体,还是天然的实验室。
同时,盐湖蕴藏丰富的氯化钾、氯化镁等无机盐及锂、硼、碘等多种盐类矿产,是重要的战略资源宝库。
中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所建立的青藏高原盐湖野外科学观测研究站(以下简称野外站),至今已有30多年的观测研究历史。
长期以来,野外站所获得的大量关键基础数据,为国家急需的盐类战略矿产资源可持续利用及保护提供了基础信息,也为揭示青藏高原环境变化机理提供了重要的数据支撑。
“一站四点”观测网覆盖青藏高原典型盐湖青藏高原盐湖分布广泛、卤水类型齐全,不仅对全球水循环、生态环境、人类活动等具有重要影响,而且具有成矿特殊性,是我国急需的钾、锂等战略资源的主要分布区。
其中,以扎布耶为代表的西藏盐湖,氯化锂资源总量达到1156万吨,相当于23个大型锂矿,是富含锂、硼、铷、铯的固液并存特种综合性盐湖矿。
自20世纪90年代,中国地质科学院矿产资源研究所就在西藏扎布耶盐湖建立了野外站,依据观测数据,建成了我国首个盐湖锂钾综合开发示范基地,开创了我国盐湖提锂产业的先河。
21世纪初,该所又在柴达木盆地察尔汗和西台吉乃尔盐湖建立了观测点。
此后,利用青藏高原重点盐湖系统、全面的气象—水盐动态变化科学数据,开展了区域性盐湖观测、实验与全球变化协同研究,并推动了盐湖锂钾产业化进程。
近年来,随着国家对重要盐湖野外科学观测的高度重视,野外站的建设得到了快速发展,从最初的气象、水文等较为单一的观测,发展到地球化学、盐类沉积、水文模型、生态环境等综合观测。
所获取的大量基础数据,为盐湖学的学科发展和脆弱生态环境预警及宏观决策等提供了重要的支撑。
目前,野外站形成了以西藏扎布耶盐湖观测站为中心站,西藏当雄错、班戈湖,青海西台吉乃尔与察尔汗盐湖为观测点的“一站四点”盐湖野外观测研究网络。
盐湖卤水提锂方法研究由智利SQM公司和德国ChemetallSCL公司开发的智利阿塔卡玛盐湖是世界上利用碳酸盐沉淀法从低镁锂比卤水生产碳酸锂产品的代表,两家公司的年产能分别达到了42000t和23000t[6]。
智利SQM公司碳酸锂生产工艺如图3所示。
此法工艺成熟,对环境危害较小。
由于在除镁过程中要消耗大量的纯碱,因此长期以来,该方法对于镁锂比高的盐湖卤水并不适用,但近年来已有将该法应用于高镁锂比的盐湖卤水中提锂生产碳酸锂的专利报道。
王日公等[7]使用高镁锂比盐湖卤水在40~100℃温控条件下使其达到过饱和状态,然后抽入到带搅拌器的振荡分离塔中;加入化学计量的碳酸钠,同时开动搅拌器及振荡器,振荡5~10min后静置,直至观察到锂镁碳酸盐有明显的分界面后,使用离心机同步分离碳酸镁和碳酸锂粗品,并将粗品精制后得到碳酸锂产品。
陆增等[8]利用太阳能日晒蒸发池使盐湖卤水自然蒸发浓缩,分段结晶分离后加入沉淀剂,与镁离子形成难溶盐,进行固液分离,得到的液相进行初步除镁,使氯化锂浓度达到100g/L以上;最后加入沉淀剂纯碱充分反应,使碳酸锂沉淀析出,经分离、干燥等工序制得碳酸锂产品。
吸附法吸附法是使用对Li+有较高选择性的吸附剂来吸附Li+,再洗脱Li+,达到分离L i+与其它杂质离子的目的,适用于从高镁低锂型的盐湖卤水提锂过程,具有工艺简单、选择性好、回收率高、对环境无污染等特点,其生产工艺如图4所示。
目前已应用于工业化生产的锂吸附剂的是铝酸盐吸附剂和无定型氢氧化物吸附剂。
美国FMC公司根据其开发的阿根廷霍姆布雷托盐湖锂含量较低(含Li+0.06%),镁锂比不高(1.37),卤水杂质少等特点[9],采用了自主研发的选择性净化吸附法工艺从盐湖卤水中提锂生产Li2CO3、LiCl等产品。
虽然其生产细节尚未披露,但该公司申请的专利报道为基于对Li+选择性高的铝酸盐吸附剂来提取锂。
根据其工艺专利介绍,该工艺使用了无定型铝酸盐对卤水中的锂具有高效选择沉淀的作用,会形成[LiCl•Al(OH)3•xH2O]的复合物这一原理,从而达到分离回收锂的目的。
—北部干旱和半干旱地区,其边界大致与500mm等降水线相当,即秦岭以北、大兴安岭—一、盐湖矿产资源盐湖是特定自然地理与地质环境的产物,其根本形成条件是适宜的气候、地形与水盐补给。
我国盐湖发育区在气候、地貌等自然地理条件和地质背景上千差万别,因而各地形成的盐湖在地貌环境、卤水成分、盐类资源等方面各具特色。
根据这些差异可将我国盐湖分为四大盐湖分布区,即青藏高原盐湖区、西北盐湖区、东北盐湖区和东局部散盐湖区〔表1〕。
Table 1 Chinese saline lakes and playas in China classified according to盐湖区钾镁盐湖w (KCl)≥1%特种盐湖ρ (KCl)≥0.5%w(LiCl)≥300mg/Lw(B2O3)≥1000mg/L普通盐湖〔盐、碱、芒硝等〕硝酸盐-石盐湖合计个数比率(%)个数比率(%) 个数比率(%)个数比率(%)个数比率(%)(I)青藏高原盐湖区6 50 80 93 248 28.2 / 334 34.1 (Ⅱ)西北盐湖区4 33.3 2 2.3 264 30.1 8 100 278 28.3 (Ⅲ)内蒙--东北盐湖区2 16.6 4 4.7 302 34.4 / 208 21.1 (Ⅳ)东局部散盐湖区/ / / / 64 7.3 / 64① 6.5 合计12 86 878 8 984①未计地下孔隙卤水湖。
I、青藏高原盐湖区平均海拔4000m“一级台阶〞。
本区盐湖数量多,类型全,矿产丰富。
各类盐湖约334个,总面积约22000km2,占该区湖泊总面积的近1/2。
以丰富的钾、硼、锂、镁矿产而引人注目。
〔1〕.本区的柴达木盆地为大型山间盆地,海拔在2670~3800左右。
盆地中盐湖演化时间长,盐湖水化学类型以氯化物型和硫酸盐型为主,盐类沉积厚度大,储量丰富:其KCl储量达3.88亿吨,K2SO4约5.68亿吨(折合KCl 4.85亿吨),LiCl约1.8万吨,B2O3约1.67万吨。
柴达木盆地盐湖钾、锂、硼资源有如下特点:〔一〕、钾盐资源丰富,约占全国盐湖钾资源量的60%。
钾盐是我国的急缺矿产,农业需求量很大,目前每年进口达500多万吨。
世界上钾盐主要为固体古盐矿,而我国那么以第四纪盐湖固—液体钾盐矿为主,察尔汉盐湖面积达5.8千km2以上,是一个综合性的钾、硼、锂盐湖矿床,也是我国主要钾肥生产基地,青钾二期工程投产后产量为150万吨/年。
〔二〕、锂资源丰富,资源总量约和西藏高原盐湖相当,但卤水中镁/锂比很高。
如东台吉乃尔、西台吉乃尔、一里坪盐湖均为大型锂、钾盐湖矿床,察尔汉盐湖亦有巨量锂伴生。
高镁/锂比卤水中锂的别离提取本钱高,是世界性难题,目前该难题已有突破,西台吉乃尔盐湖大规模钾、锂、硼综合开发工程也正在进行之中,方案生产规模为碳酸锂3.5万吨、硼酸3.5万吨、硫酸钾100万吨。
〔三〕、镁盐资源丰富,达数十亿吨之多。
作为耐火材料和镁合金原材料,具有广阔的市场。
〔四〕、石盐、芒硝储量惊人,石盐达数千亿吨之巨,芒硝亦达数十亿吨。
〔五〕、硼以卤水矿为主,资源总量约为西藏高原1/3。
本区盐湖资源开发历史较长,除上述盐湖外,茶卡、柯柯、大柴旦、马海、昆特依、察汉斯拉图、大浪滩和一里沟等也有小规模开发,产品主要有钾肥、石盐、芒硝、无水芒硝、硼砂、低钠盐、水氯镁石等。
本区开发的外部条件较好,有青藏铁路从察尔汉盐湖跨越通过,“西气东输〞管道从柴达木盆地贯穿,电力资源丰富,交通较为便利,盆地边缘的淡水资源相当丰富。
〔2〕.西藏高原面上的盐湖海拔多在4000米以上,湖盆地多为断裂控制的规模不一的断陷或断拗盆地,盐湖小者几平方公里,大者达数百平方公里。
一般成盐时间短,盐层较薄。
盐湖水化学类型多为硫酸盐型、碳酸盐型。
西藏盐湖资源表现出如下特点:〔一〕、固体、卤水型硼矿资源均很丰富,集中了全国2/3以上硼资源,总量达数千万吨。
固体硼矿除硼砂矿,还有库水硼镁石、多水硼镁石、柱硼镁石矿物等构成的新类型“镁硼矿〞硼矿床以及钠硼解石硼矿床等,品位高〔富矿品位B2O330%左右〕、埋藏浅〔可人工露天开采〕,如扎仓茶卡镁硼矿、秋里南木硼砂矿、麻米错钠硼解石硼矿、聂耳错镁硼矿等。
〔二〕、锂资源丰富,LiCl资源量达数千万吨。
富锂碳酸盐型盐湖形成了卤水锂矿与固体锂矿共存的新类型锂矿床。
由于碳酸锂的溶解度特性,有利于利用太阳池技术直接从卤水中沉淀出碳酸锂工业产品〔盐田混合盐中品位可达70%以上〕,大大降低了工艺复杂程度和开发本钱。
此外,西藏盐湖中还蕴藏有钾、石盐、芒硝、碱、水菱镁矿、石膏等矿产。
该区盐湖数量多,勘查程度低,对盐湖资源总量还不完全清楚。
本区大局部盐湖的交通、能源条件极差,人力与生活资源供应匮乏,开发的外部条件很差,但一般淡水丰富,开采的水文地质条件较好。
受外部经济技术条件限制,本区盐湖只能以经济价值高的锂、硼为主要开发对象。
石盐开采历史悠久,主要供当地使用。
钾、碱、硝等虽然资源丰富,也只能综合利用。
1000m〕、天山盆地〔海拔200~500m〕、准噶尔盆地〔海拔200~1500m〕以及阿拉善高原沙漠带〔海拔1000~2000m〕。
该区位于远离海洋的内陆,潮湿气流难以抵达,气候极端干旱。
大型内陆盆地形成了宽广的戈壁、沙漠,盆地内盐湖多已干涸,仅在盆地与山麓的边缘形成现代卤水湖。
本区盐湖以产石盐、芒硝的“普通盐湖〞为主,但在阿拉善西部—罗布泊及玛纳斯湖卤水含钾镁较高,罗布泊干盐湖面积达2万km2,是我国最大的〔干〕盐湖,KCl资源量达3.5亿吨,仅次于察尔汉盐湖,约占全国盐湖钾资源量的1/4,属超大型钾矿床,目前大规模开发工程正在进行之中。
在罗布泊北缘及天山盆地的吐鲁番—III、内蒙—东北盐湖区及东局部散盐湖区:贺兰山以东、秦岭以北的半干旱—二、盐湖生物资源盐湖是极端环境的产物,从盐沼带到盐水域的含盐量很高,生物不易生存,一般盐度越高生物种越少,但仍有一些生物适应了高盐环境,形成对盐度的耐受性和依赖性,这种生物称之为盐生生物。
盐湖生态系统包括盐沼带和盐水域两个亚系统。
盐沼带生物资源主要是指多种盐生植物,如盐蒿、盐生藜科、田菁、红柳、紫穗槐、沙枣、沙柳、杞柳、沙拐柳、花棒以及沙棘、麻黄、沙冬青、甘草等。
我国许多盐湖区的盐沼带往往就是重要的牧场,盐生植物多为牛羊喜吃的饲料,含有较高的盐分、矿物质和粗脂肪。
如阿拉伯联合酋长国用盐地上2种藜科遍生性的肉质盐生植物喂养山羊、绵羊,结果羊的体重比一般干草饲养增长快,估计每公顷盐地的盐生植物可养20只羊。
其次,盐生植物具有抗旱、抗盐特性,可作为沙漠、戈壁、盐碱地等特殊环境植被恢复的苗林,特别是有些盐生植物还有大量吸取盐碱、改进土质的效果。
据测定,每0.66hm2生长1年的盐蒿,能吸取盐土中72kg盐和64kg粗碱。
澳大利亚的一种ataciplex盐生植物亦有吸取土壤盐分的特性,在印度用于改造盐碱地。
此外,生物学家应用现代基因工程技术,从抗盐植物中提取抗盐基因,将其转入普通的蔬菜等植物中,已经培养出抗盐西红柿等品种,不仅可改造盐碱地,还把盐碱地作为良田,直接种植出优质的食品。
盐水域生物资源那么主要是一些耐盐或嗜盐的浮游节肢动物及菌藻,如盐藻、卤虫、螺旋藻、轮虫、嗜盐菌和嗜碱菌等,其中杜氏藻、卤虫和螺旋藻的开发已在国内外获得成功。
①.杜氏藻是一种真核藻类,可在20‰~390‰盐度的盐水中存活,盐度低于2‰那么细胞破裂死亡,它的最正确繁殖盐度为120‰,宜于进行粗放式养殖。
杜氏藻体内β-胡萝卜素〔均为干重〕可高达8~10%,并富含30%左右甘油和30%~40%蛋白质以及脂肪酸、叶绿素和四烯油等,β-胡萝卜素营养价值高,国外已广泛用于医药、食品和化装品中,盐藻在化工、轻工和养殖业中都有应用,是一种重要的经济藻类和新的“农作物〞。
②.卤虫是一种广盐性生物,通常在盐度5%~22%的卤水中均能生长,从幼体到成虫的生长周期约2周,适宜在盐湖或盐田中进行粗放式养殖。
卤虫成虫有很高的营养价值,其成虫干重含蛋白质达57%~60%,脂肪约18%,有增加鱼虾抗病害、促进生长成熟的作用,是人工海产养殖〔特别是对虾幼体〕的优质饲料。
③.螺旋藻是一种广盐性生物,在淡水~海水~高盐水中均能生长,可在盐湖或工厂中养殖生产,由于其高效光合作用,产率较高,单位面积生产蛋白质的速度比大豆高20倍。
螺旋藻对人的营养价值很高,含有丰富而均衡的优质蛋白质、氨基酸、叶绿素、矿物质和胡萝卜素等,还具有抗衰老的作用,1kg螺旋藻的营养成份相当于100kg各种蔬菜的营养的总和。
④.嗜盐菌是经过长期演化适应了高盐度的微生物,在工业生产中有一定的应用,如嗜碱菌产出的碱性蛋白酶可作洗涤剂添加剂,耐碱菌可用于处理碱法纸浆黑液等。
嗜盐菌紫膜是一种比叶绿素简单得多的光合作用膜,对于光能转换与太阳能利用具有重要研究价值。
嗜盐菌的特殊基因对于创立抗盐新生物品种等基因工程研究具有重要意义。
此外,盐湖生态系统中还有轮虫、蒙古裸腹蚤、罗非鱼、火烈鸟等,均具有重要的科学与实用意义。
盐生生物资源的研究与开发,孕育着新型盐水养殖业和盐碱种植业的诞生,是传统农业活动范围的扩展,可称之为“盐湖农业〞〔郑绵平,1995〕。
我国盐湖众多,分布地域广阔,既有世界海拔最高的盐湖,也有海拔-154米的内陆盐湖,水化学类型齐全,具备从高寒缺氧到高温干旱等各种极端环境,盐生生物种类多,基因资源丰富。
同时我国人口众多,人均占有耕地面积有限,盐湖生物资源的开发对于干旱—半干旱区经济开展与生存环境的改善具有重要意义。
三、自然环境资源1、卤水太阳池人们较早就已经发现,自然界中有些深度较大的盐湖〔通常大于15米深〕淡水补给使表层湖水盐度降低,而深部卤水盐度较高,上下层不能完全均一混合,形成天然盐度梯度。
这种盐湖中会出现温度梯度,深层湖水温度较高,储集了大量日光照射进来的能量—称为盐湖太阳池效应。
西藏盐湖也发现了这种现象,如作者等在错尼湖发现:湖表盐度1.5~2.5%,水温-3℃,最深部约42.5米处盐度达14%,水温为12~13℃,中间部位8℃,中下层达18℃。
人们根据上述现象建造人工太阳池,使底层水温到达了70~100℃我国西部盐湖众多,日照强烈。
在盐湖开发中因地制宜的开展和利用太阳池技术,是一项环保型产业,可用于发电、盐田化工生产、供暖、种植—养殖业及畜产品加工等,弥补西部交通、能源条件较差的缺陷,具有广阔的开展前景。
2、特色旅游与医疗盐湖常被视为死亡之海,是遥远的而神秘的。
湖水因含有很高的各类离子组分而呈现出美丽的湛蓝色或蓝绿色,湖中碧波荡漾,湖底白云倒映、积盐似雪,湖边常有大片湿地,水草丰美、生机盎然。
盐湖或与雪山、草地相辉映,或与戈壁、沙漠相依伴,风景独特,是很好的景观资源。