察尔汗盐湖卤水
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西藏盐湖卤水取样总结西藏盐湖卤水取样总结盐湖是指湖中盐类沉积矿床。
按盐的组成可分为氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐等。
世界上著名的盐湖有苏打盐湖、芒硝盐湖、硼酸盐湖等,其中以位于青海省柴达木盆地的察尔汗盐湖最大。
察尔汗盐湖形状如同“雪莲花”,面积甚至比美国著名的盐湖城大一倍多。
察尔汗盐湖蕴藏着我国目前已探明的最大储量的氯化钠、氯化钾、氯化镁等多种资源,还有相当数量的溴、碘、硼、锂等多种元素,储量十分丰富。
察尔汗盐湖不仅可以供人们食用,而且可以制成各种工业产品。
由于这里盛产的盐中含有对人体健康极为有益的元素,因此具有重要的医疗价值。
察尔汗盐湖所在的柴达木盆地是一个富集众多矿藏的天然宝库,察尔汗盐湖是盆地内许多盐湖中的佼佼者。
据专家测算,其氯化钠的含量为15亿吨左右,氯化钾为5亿吨左右,氯化镁约为3亿吨。
在全球1亿吨盐当中,氯化钾的含量就有3000万吨。
每年都有大批的外国游客慕名来此参观考察。
2001年7月3日,中国科学院青海盐湖研究所利用中国第二汽车制造厂提供的盐样,采用以新型气相色谱仪为主的先进分析技术和设备,对海西蒙古族藏族自治州格尔木市东南300多千米处的察尔汗盐湖卤水中氯化钾的含量进行了精确的测定,并确定了该卤水中氯化钾的年开采量为132万吨。
结果显示,由于大气降水的注入,格尔木盐湖卤水中氯化钾的浓度将由现有的0。
2%左右增加到0。
3%左右。
为盐湖资源的充分利用奠定了坚实的基础。
卤水经长期暴晒蒸发以后,留下来的卤水矿层称为天然卤水或地下卤水,这种卤水在一般情况下,总是表面上比较淡薄;深入到地下内部,则越往地下内部越浓稠。
根据湖区水文地质特点,将察尔汗盐湖卤水划分为5个含水层:即①上氯化钾层(0— 100米),②下氯化钾层(101— 150米),③下芒硝层(151— 400米),④芒硝层(401— 400米),⑤硼酸盐层(400— 700米)。
察尔汗盐湖矿床卤水分布广泛,范围大,分层厚,卤水资源总量丰富。
察尔汗盐湖卤水生产低钠盐水盐体系相图研究
蒲治文;应忠燕;史忠录
【期刊名称】《盐科学与化工》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】察尔汗盐湖存在氯化钾少、氯化钠多的资源特点,目前的资源开发一般主要是生产氯化钾为主的钾肥,副产物氯化钠通常堆弃在尾矿场。
低钠盐作为一种含有少量氯化钾的食用盐,因其具有较强的心血管保健作用而越来越受大众的欢迎。
文章以15℃条件下K^(+)、Na^(+)、Mg^(2+)//Cl^(-)-H_(2)O四元水盐体系相图作为理论分析工具,系统阐述察尔汗盐田卤水精制低钠盐的原理,并利用相图计算整个精制过程的物料平衡。
【总页数】4页(P15-17)
【作者】蒲治文;应忠燕;史忠录
【作者单位】格尔木工业园(昆仑经济技术开发区)管理委员会;青海盐湖镁业有限公司;青海盐湖工业股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS311
【相关文献】
1.察尔汗盐湖卤水相图数学模型的建立及应用
2.卤水蒸发过程中的四元水盐体系相图分析及计算
3.卤水兑盐-保温蒸发制备低钠光卤石研究
4.察尔汗盐湖卤水分段蒸发过程相图分析
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察尔汗盐湖含钾晶间卤水盐田晒制光卤石工艺
计算方法
察尔汗盐湖是一个位于哈萨克斯坦的天然盐湖,其中含有丰富的钾盐。
钾晶间卤水盐田晒制光卤石工艺是指在察尔汗盐湖中采取晒制方式将钾盐矿物开采出来并加工成钾盐产品。
这种工艺的计算方法主要有以下几个步骤:
1.对盐湖进行勘探,确定盐湖中钾盐矿物的类型和分布。
2.对盐湖进行盐层测量,确定盐层的厚度和质量。
3.根据盐层测量结果和盐湖中钾盐矿物的类型和分布,估
算盐湖中钾盐矿物的总量。
4.根据晒制工艺的要求,估算晒制所需的能量和费用。
5.根据估算的总量和晒制所需的能量和费用,估算出钾盐
产品的单价和利润。
这些步骤可以使用各种工具和软件进行支持, 如GIS, 统计软件, 工程计算软件,等等。
需要注意的是,
这个工艺需要考虑到很多因素,如气候、地质等,需要专业的工程师和地质学家进行研究和计算。
现代盐湖开采(钾盐)
现代盐湖钾矿床多出露地表,固体钾盐矿体埋藏较浅,多半使用人工开采,少数机械化开采。
钾盐开采方法和石盐开采方法相类似。
内蒙古吉兰泰盐场和青海茶卡盐场均实现机械化开采,每台班产量可达80~250 t。
盐湖卤水开采方法比较简单:将卤水泵入盐田,利用日光蒸发滩晒,经浓缩除去氯化钠,再浓缩得到钾盐。
也可从卤水中直接提取产品。
青海察尔汗盐湖即采用此种方法开采含钾晶间卤水。
察尔汗盐湖的开采,首选地段在达布逊湖东岸,东西宽8 km,南北长12 km,面积96 km2。
根据晶间卤水的变化及动态规律,采用渠道法开采浅层卤水。
采卤渠道开凿在岩盐层中,渠道有南北方向两条,间距3 km,汇集于取水点A。
在取水点设一固船泵站,从采卤渠道南端A将卤水泵入盐田进卤点B后灌入钠盐池,采用滩晒连续走水方式,当池内卤水的比重调节到约1.28均匀状态时,向东西两个光卤石池内连续排入晶间卤水,经过盐田蒸晒,生产光卤石原矿。
察尔汗盐湖卤水开采主要技术经济指标见下表。
从表中老卤排放量可见,盐湖每年以1 000万t计的老卤排入南霍布逊湖,天长日久势必会造成整个湖区的污染。
必须解决老卤的综合利用问题,同时加强环境保护。
青海察尔汗盐湖卤水萃取提锂与相关的机理研究摘要:锂是目前已知质量最轻的金属,再加上具有某些特殊性质,因而该金属及其化合物在多个领域获得重要应用。
本文基于盐湖卤水萃取提锂与相关的机理进行研究,先是介绍了盐湖锂资源概况,然后分析了盐湖卤水提锂方法,最后在实验的基础上讨论了溶剂萃取法的应用,以期为业内人士提供有益参考。
关键词:青海察尔汗盐湖卤水萃取提锂机理1.盐湖锂资源概况我国盐湖资源较为丰富,且类型多样,主要分布在四个省区,一是青海,二是新疆,三是西藏,四是内蒙古。
国内锂含量较高的盐湖卤水主要分布在青海省的柴达木盆地盐湖,如察尔汗盐湖、一里坪盐湖以及大柴旦盐湖等,储量丰富,具有理想的开采价值,开采得当可以创造极大的经济价值和社会效益[1]。
青海察尔汗盐湖锂储量及化学组分(重量%)信息如下:Na2.37、K1.25、Mg4.89、Li0.0031、Ca0.051、SO2-40.44、Cl18.8、B0.0087、Mg/Li1577.4/1,LiCl 储量(万t)995。
2.盐湖卤水提锂方法2.1铝酸盐沉淀法铝酸盐沉淀法的原理是,利用CO2碳化分解铝酸钠获得Al(OH)3,再将该产物按照铝锂13到15加入提硼元处理后的卤水,从而实现沉锂出镁的效果。
将制取的铝锂沉淀物置于350℃的高温下连续焙烧30min,接下来用水于室温环境下浸取,从而使沉淀物中铝锂发生有机分离。
在石灰乳和纯碱的帮助下,将钙和镁等杂质有效除去,蒸发浓缩处理之后,加入碳酸钠溶液,置于95℃温度下反应,得到碳酸锂,可将锂的回收率控制在87%以上。
进行相应的洗涤烘干处理,Li2CO3产品纯度较为理想,能够符合工业一级品标准[2]。
2.2溶剂萃取法溶剂萃取法可实现对碱金属以及碱土金属的理想分离,在盐湖提锂领域有着良好应用前景。
现阶段,在研究萃取剂以及萃取体系时,研究重点主要包括醇、酮、有机磷类、冠醚类等领域。
青海察尔汗盐湖卤水具有较高的镁锂比,因而适宜采用含有FeCl3的有机磷类萃取体系。
察尔汗盐湖的形成、自然地理及地质资源概况察尔汗盐湖的形成、自然地理及地质资源情况概述 , 察尔汗盐湖的形成-三大沉积旋回经对察尔汗盐湖所作的气候地层学、年代地层学、磁性地层学、沉积岩石学和沉积物地球化学等方面的综合研究,广大专家学者已经公认察尔汗古湖在3.7万年以前是一个淡水湖或半咸水湖。
距今4万年左右(晚更新世末期),柴达木盆地发生剧烈的新构造运动,在察尔汗盐湖湖盆的四周形成一些小的背斜构造,诸如哑叭尔构造、盐湖构造、涩北构造,从而使察尔汗盐湖变成一个独立的封闭盆地。
随后在气候的干湿周期性变化下,经三次较大的沉积旋回,形成现在的察尔汗盐湖。
1、第一成盐期察尔汗盐湖盆地形成后,随后在南北两侧大量水源(北部深层水、南部地表水)的补给和极端干燥的气候条件下,经过约6000年的时间,察尔汗盐湖进入自析盐阶段。
从距今3.1万年至2.58万年,经5200年时间,形成第一石盐层(S)。
1 第一盐层沉积后,大约距今2.58万年,气候相对湿润,大量淡水开始涌入,盐湖遭到淡化,经1100年左右时间,形成L碎屑层。
22、第二成盐期距今2.46万年-1.65万年,气候又开始干燥,盐湖水又开始浓缩,盐湖进入第二次自析盐阶段,经8000年左右时间,形成第二石盐层(S),其间2又有小的气候波动,使该层中间又出现夹层,第二盐层沉积后,紧接着湖水又出现淡化,在距今1.65万年-1.5万年,形成L碎屑层。
33、第三成盐期在距今1.5万年-0.8万年左右,盐湖出现大面积的干旱,形成第三石盐1层(S),即目前察尔汗盐湖的主要开采层。
3, 察尔汗盐湖湖相沉积地层特点1、地层西部最厚,向东变薄,下、上部盐层具同样规律,中部盐层以达布逊区段最厚,向东向西变薄。
2、盐层分布范围以上部盐层最大,下部盐层次之,中部盐层最小。
3、下部盐层最致密,往上渐变松散,上部盐层大多呈松散状。
4、盐类矿物组成,中下部盐层简单,以石盐为主,含少量石膏或夹石膏薄层。
聚宝盆里的镁基地——察尔汗盐湖镁资源开发及展望摘要随着国家西部大开发战略的实施, 柴达木盆地盐湖资源的开发受到关注。
十二五期间,国家已确定青海钾肥工程为近期启动的西部开发十大工程之一。
与此同时, 必须采取切实措施解决盐湖资源的综合利用问题, 特别是由于盐湖镁资源的开发利用程度较低而造成的钾肥生产过程中的“镁害”问题。
开发柴达木盐湖镁资源, 不仅对保护盐湖资源、提高资源利用效率、降低开发成本、变资源优势为经济优势有重要意义, 而且对于振兴、发展我国镁工业有极其重要的意义。
盐湖镁资源开发必须选好产品方向, 实现与盆地天然气下游产品的结合, 走综合利用的道路。
关键词柴达木盆地察尔汗盐湖镁资源金属镁一体化一、柴达木盆地盐湖资源1.1盆地概况柴达木盆地位于东经90000`一98020`,北纬35055`一39010`之间,居青海省的西北部。
北面为祁连山,南面为昆仑山,西面为阿尔金山,构成一个不规则菱形向心的汇水盆地。
地势南北高,中部及东南方向低,察尔汗盐湖区为最低洼地区。
盆地总面积为12.1万平方公里。
海拔4000~5000米,最低地区为2680米。
在大盆地中还有小山间盆地,为茶卡、大柴旦、尕斯库勒等山间盆地。
盆地中有青藏公路经格尔木通西藏;茶茫公路经青新公路通新疆,格库铁路正在建设中将打通青海、新疆南疆工业大动脉;敦格公路通南北并由敦煌经柳园接兰新铁路,敦格铁路正在建设。
青藏铁路经格尔木通西藏,东头经西宁接兰青铁路。
十三五后期,将开通成格铁路。
交通方便,但人口不多,为人烟稀少地区。
柴达木盆地素称“聚宝盆”,是我国重要的无机盐宝库,科学合理地开发这个宝库,实现柴达木盆地矿产资源可持续利用是当前柴达木盆地开发中最迫切的问题。
除丰富的无机盐资源外,尚有冷湖、朵斯库勒石油资源,涩北、马海天然气资源,锡铁山铅锌矿,茫崖石棉矿,冷湖云母矿,木里及大柴旦周围的煤矿,都兰的铁矿,达肯大板山的石灰岩,大风山的天青石等。
1.2盆地盐湖资源概况柴达木盆地有现代盐湖75个(大于1平方公里),其中干盐湖有6个(大型)。
地表含盐面积15600平方公里。
以钾、钠、镁、硼、锂五大类为主体的盐类资源总储量达3315.41亿吨,其中氯化钾、镁盐、氯化锂、钠盐的储量分别占全国的96.9%、99%、83.3%、80.6%。
溴、碘、锶、铷、铯、石膏等储量也十分可观。
这些盐湖矿床多属大型、特大型综合性矿床,潜在经济价值达165454亿元。
主要大型矿床有:察尔汗盐湖,是一个以钾镁盐为主的综合性矿床,累计探明C+ D级储量氯化钾1.5亿吨、氯化镁16.5亿吨、氯化钠426亿吨、氯化锂842万吨;东台吉乃尔盐湖,位于柴达木盆地中部,探明氯化锂C级储量55.3万吨,三氧化二硼33.1万吨,氯化钾338.6万吨,矿区卤水可直接抽取,地质条件简单;马海盐湖,位于柴达木盆地中部北缘,以钾为主,伴生钠、镁固液并存的大型综合性盐类矿床,固体钾矿储量770.9万吨,液体钾矿储量5627万吨。
昆特依、大浪滩、一里坪、西台吉乃尔等盐湖资源的远景储量也非常大,均属大型矿床,具有良好的开发前景。
1.3盆地盐湖类型及特点柴达木盆地盐湖的分布与盆地本身走向一致即北西西—南东东。
分布在盆地边缘盐湖在大地构造上为第三纪褶皱区,为难溶盐、中溶盐和易溶盐前期析出的盐类,硫酸盐和石盐类盐湖,为杂斯库勒、茫崖等。
但硼酸盐类盐湖亦占重要地位,主要是祁连山南坡的盐湖,如大、小柴旦湖和马海湖,中部最低洼地区多为易溶盐后期析出的盐类,主要为钾盐和镁盐,盐湖类型以氯化物类型为主,如察尔汗湖、霍布逊湖等,在大地构造上属于强烈拗陷带。
地理位置介于上述二者之间,海拔略高的东、西台吉乃尔湖和一里平湖为锉盐集中区,以硫酸盐类型为主。
海拔略低的涩聂湖、达布逊湖是钾镁盐富集地带,盐湖类型以硫酸盐向氯化物转化的过渡类型。
按化学成分有氯化物型盐湖,硫酸盐型盐湖和碳酸盐型盐湖,按元素有钾、镁、钠盐并伴生有大量的硼、锂、锶、铷、铯、溴、碘等元素。
盐湖资源具有三大特点:一是储量大,居全国第一位的有钾、钠、镁、锂、锶、芒硝等,居全国第二位的有溴和硼等;二是品位高,卤水中锂含量高达2.2— 3.12克 /升,其中东、西台吉乃尔湖和一里坪盐湖卤水锂含量均比美国大盐湖的锂含量高十倍。
察尔汗盐湖和马海湖的晶间卤水经日晒可以析出高纯度的光卤石和钾石盐;三是类型全、分布相对集中、资源组合好、多种有用组份共生。
1.4盆地盐湖资源开发利用情况柴达木盆地矿产资源的勘探开发,始于50年代中期。
六十多年来,先后建成了一批资源开发骨干企业,主要有青海盐湖工业股份有限公司、格尔木藏格钾肥公司、盐化工业有限公司、格尔木锂业公司、格尔木硫酸钾厂、青海中信国安科技发展有限公司、德令哈碱厂、都兰钾镁厂、冷湖滨地钾肥公司、大柴旦西海化工厂、青海省茶卡盐厂、青海省柯柯盐厂、海西州莫河盐业公司中国五矿集团等。
涉及的主要产品及年生产能力:氯化钾350万吨,氧化镁10万吨,工业盐80万吨,硼酸3万吨,纯碱120万吨,硫酸钾15万吨,形成了一定的生产规模,成为了青海经济发展的重点地区。
与此同时,取得了一批重要的科技成果和大量的地质、矿产、水文资料,建成了一批交通、通讯、能源、水利等基础设施,形成了为资源开发服务的格尔木市、德令哈市及一批小城镇,积累了开发建设的宝贵经验,使柴达木资源开发不断向前发展。
柴达木盆地的盐湖资源产品质量高、销路好,一定程度上缓解了我国多年来钾镁锂等矿完全靠进口的局面。
但目前与许多国家相比,盐湖资源对青海的贡献率却不高。
如死海资源量为我国察尔汗盐湖资源量的78%、昆特依盐湖资源量的50%、柴达木大银滩盐湖资源量的28%,但青海盐湖工业的地位和产值乃至影响却远远落后于人家。
二、察尔汗盐湖镁资源的开发和现状在我国,随着经济的高速发展,对钢铁、铝材等基础材料的需求在逐年增加,但其资源极为贫乏,资源问题已直接影响到钢铁、铝材工业的持续、稳定发展。
与之相比,镁资源在我国极其丰富,现已探明储量70亿吨以上,占世界储量的22.5%,居世界第一,其中,在青海察尔汗盐湖,氯化镁储量达30多亿吨,占全国储量的74%,居全国首位。
由于镁具有铝的特性,在铝资源短缺的今天,用取之不尽的镁资源替代日益枯竭铝资源已成趋势。
察尔汗盐湖不仅具有丰富的镁资源,而且具有开发盆湖的能源、政策优势。
由脱水氯化镁可制得多种镁产品,氯化镁脱水技术、氯化镁制金属镁技术是综合开发盐湖中镁资源的关键技术。
将纳米技术应用于盐湖镁资源的开发,使镁产品高值化、精细化,将是察尔汗盐湖镁资源的开发方向。
2.1盐湖镁资源概况青海柴达木盆地蕴藏着丰富的镁资源,其中,察尔汗盐湖已探明氯化镁表内储量为16.5亿吨,可供生产原镁4.2亿吨。
青海盐湖位于察尔汗盐湖,又是中国最大的钾肥生产商,每年生产氯化钾350多万吨,在钾肥生产过程中,约有3500多万吨的氯化镁废料被排出,变废为宝,每年可支撑生产原镁884.2万吨,资源优势十分突出。
目前镁冶炼的方法主要有两种:第一种、从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体,之后进行电解,此法称为电解法;第二种、用硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还原,此法称为热还原法,其中皮江法是热还原法中使用最广泛的方法。
2.2盐湖镁资源开发现状察尔汗盐湖储存着大量的镁资源,在采钾过程有大量的水氯镁石被排除,其资源无论在国内还是与国外相比,都是最优质的资源,但长期以来,因为技术问题,一直无法实现在盐湖进行大规模工业化生产。
2008年,规划和实施了史上规模宏大的“金属镁一体化”项目,拉开了察尔汗盐湖镁资源大规模、工业化综合开发利用的序幕。
项目采取一次规划,分期分批实施的原则,总体规模为40万吨/年电解镁和400万吨PVC,先期启动项目为10万吨/年和80万吨PVC。
启动项目已于2011年3月开工建设,计划2015年建成。
青海盐湖“金属镁一体化”项目是立足察尔汗盐湖并依托柴达木盆地丰富的矿产资源,以金属镁为核心,以钠利用为副线、以氯气平衡为前提,以煤炭为支撑、以天然气为辅助,在盐湖地区构筑主题鲜明、特色突出的循环经济产业链。
镁资源开发产业与PVC产业、电石产业和纯碱产业综合开发利用、分摊成本、实现最大成本竞争力,从而走出一条低能耗、高产出的开发之路。
2.3盐湖镁资源开发优势青海盐湖利用察尔汗盐湖生产钾肥后的废液老卤,电解法炼镁,技术先进,原料易得,氯气平衡,综合利用,成本低、能耗低、排渣少,二氧化碳排放降低85%,自动化程度高,是世界上公认的最先进、最清洁的生产技术。
电解法炼镁主要能耗是电力,青海丰富的水电资源不仅为镁工业提供了强大的动力,更是为镁工业提供了清洁能源,使青海镁工业二氧化碳排放量每公斤镁低于6.5kg,绿色环保赢得了世界镁行业的普遍认可。
格尔木地区又是中国目前最大的光伏产业试验基地,金属镁产业与蓬勃发展的光伏产业对接,清洁能源产生巨大的环保效应和可观的经济效益。
察尔汗盐湖气候干燥、海拔高、气压低,镁在生产过程中不易被氧化腐蚀、不易产生大量气泡,电解效率高,易于生产高纯度、高品质镁锭及镁合金锭,具有得天独厚的自然气候条件和高海拔地理优势,特别是目前我国皮江法炼镁和菱镁矿生产镁砂在能源、资源及环等方面正面临巨大的压力,这给开发盐湖镁资源也提供了十分难得的发展机遇。
青海盐湖镁资源的开发,有其先进的技术优势和独天得厚的资源优势、能源优势及自然气候优势。
三、察尔汗盐湖镁资源开发需注意的几点问题3.1必须充分重视盐湖资源开发中的“镁害”问题柴达木盐湖资源的特点是多种有用组分共生,综合利用程度低,必然造成资源的浪费,最为典型的是钾肥生产过程中的“镁害”问题。
1996年底,柴达木盆地镁盐保有储量为48.15亿t(其中硫酸镁16.72亿t,氯化镁31.43亿t),察尔汗盐湖蕴藏有27亿t氯化镁。
在提钾的过程中有10倍于钾盐的镁盐排出,青海钾肥厂一期工程20万t,加上格尔木地方生产每年共计30万t,排出的老卤中氯化镁达300万t。
青海省钾肥厂二期工程70万t氯化钾建成后,排出的氯化镁量更大。
如果不能有效利用,一方面造成资源浪费,另一方面堆放在湖区造成降低钾盐品位的“镁害”,对钾肥资源的开发造成破坏。
因此,解决镁资源的开发利用是盐湖资源开发的一个重大课题。
3.2世界先进工艺技术指导电解镁的核心技术是水氯镁石的脱水。
“金属镁一体化”项目的核心技术、设备全套引进,技术先进,工艺成熟、可靠,完全适合盐湖水氯镁石脱水-电解制备金属镁工艺。
与本项目配套的其他生产装置,也采用国内外先进、成熟的技术,装备先进,规模科学、自控一流,具有突出的技术后发优势。
青海盐湖金属镁一体化项目走国际化道路,整合全球镁技术资源,引进国际战略合作伙伴,参与国际市场竞争。