CN102659139B - 一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，该方法包括以下步骤：⑴在盐湖矿层上开挖注气井、采卤井和输卤渠，并在盐湖矿层上设置空气压缩机；注气井内布设卤水尾液注入管道，其四周均布有采卤井，该每个采卤井内布设卤水输送管道；每个采卤井内放置一采卤泵，该采卤泵与卤水输送管道的一端相接；卤水输送管道的另一端与输卤渠相接；⑵空气压缩机将压缩空气持续压入盐湖矿层，深层晶间卤水涌出；⑶深层地下晶间卤水通过采卤泵抽出，并输出至输卤渠；⑷将提钾后的卤水尾液注入注气井中的盐湖矿层，并到达盐层，形成新的含钾卤水；⑸重复步骤⑵~⑷，即完成一个循环。本发明采用压缩空气将晶间卤水以及深层卤水压出，达到资源的充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取盐湖卤水的方法，尤其涉及一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法。
背景技术
世界钾储量的75%在加拿大和俄罗斯。国内目前氯化钾的生产集中在柴达木盆地盐湖。柴达木盆地盐湖保有钾储量总量大（达10亿吨），基础储量少（2.45亿吨，占23.4%），设计可采储量更少（1.16亿吨，仅占11.1%），而低品位固体钾资源量占有较大比例（3.4亿吨）。同时随着钾资源的大力开发，盲目和过量开采，使得察尔汗盐湖晶间、孔隙潜卤水，以及晶间、孔隙承压卤水严重超采，导致矿区卤水水位大幅度下降，形成大面积疏干区，使高品位固体钾资源越发贫化，大量固体氯化钾无法溶解采出。
现有技术采卤主要有渠采和井采，如不考虑补给和固液转化等因素，最多只能抽取重力作用下从孔隙中流出的卤水。因此充分利用低品位固体钾资源、深层提取卤水、获取可溶性钾资源技术以及做到采、补平衡是盐湖开发中十分重要和极有意义的工作。
本发明技术就是针对盐湖地区存在的突出和关键问题，以充分利用低品位固体钾资源、深层提取卤水以及获取可溶性钾资源为目的，达到盐湖资源的可持续发展和推动盐湖科技的进步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高回采率的提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，包括以下步骤：
⑴在盐湖矿层上开挖注气井、采卤井和输卤渠，并在盐湖矿层上设置空气压缩机；所述注气井内布设卤水尾液注入管道，其四周均布有所述采卤井，该每个采卤井内布设卤水输送管道；所述每个采卤井内放置一采卤泵，该采卤泵与所述卤水输送管道的一端相接；所述卤水输送管道的另一端与所述输卤渠相接；
⑵所述空气压缩机将空气储罐中压力为0.5~5MPa的压缩空气通过伸入所述注气井的高压空气管持续压入盐湖矿层24~240h，此时，深层晶间卤水受到空气驱动，加速流向所述采卤井，并涌出；
⑶所述深层地下晶间卤水通过所述采卤泵抽出，并通过所述卤水输送管道输出至所述输卤渠；
⑷将提钾后的卤水尾液通过所述卤水尾液注入管道注入所述注气井中的盐湖矿层，使得所述提钾后的卤水尾液到达盐层，并将盐湖矿层中的可溶性钾盐溶解于卤水尾液中，形成新的含钾卤水；
⑸重复所述步骤⑵~⑷，即完成一个循环。
所述步骤⑴中空气压缩机设在所述注气井与所述采卤井之间的所述盐湖矿层上。
所述步骤⑴中注气井和采卤井的深度均为20~500m。
所述步骤⑴中采卤井的深度深于盐层，并距离所述注气井50~300m。
所述步骤⑴中注气井四周均布有多口所述采卤井或多层所述采卤井。
所述步骤⑴中高压空气管与所述卤水尾液注入管道之间及两者与所述注气井井壁之间均设有密封材料。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用空气压缩机将压缩空气通过注气井压入盐湖矿层，使盐层中的深层晶间卤水完全被挤压出来并收集，卤水收取率高；同时使溶解液与盐岩中的固体钾矿充分接触，维持地下水动态平衡，提高回采率。
2、本发明在阶段性取卤完成后，释放注气井中的空气，然后采用提钾后的卤水尾液作为溶解剂溶解深层可溶性钾盐，将其通过注气井注入矿层，并由于压缩空气的作用，使得卤水尾液可以到达盐层，并将矿层中的可溶性钾盐溶解于卤水尾液中，形成新的含钾卤水，不仅节约淡水，加大了溶解效果，提高了提钾效率，而且做到老卤的合理利用，实现零排放，并且可以防止盐层坍塌。
3、本发明解决了盐湖地区存在的晶间卤水超采后矿区卤水水位大幅度下降，卤水流速慢，高品位固体钾资源快速贫化的突出和关键问题。
4、本发明与其它现有技术相比该发明技术的应用具有突出的综合利用、循环经济、节能减排的作用，可用于对低品位固体钾资源的提取以及可用于其它可溶性物质的提取。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的的剖面图。
图2为本发明井位位置示意图。
图3为本发明的流程图。
图中：1—空气压缩机 2—注气井 3—采卤井 4—空气储罐 5—高压空气管 6—卤水尾液注入管道 7—采卤泵 8—卤水输送管道9—密封材料。
具体实施方式
如图3所示，一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，包括以下步骤：
⑴在盐湖矿层上开挖注气井2、采卤井3和输卤渠，并在盐湖矿层上设置空气压缩机1；注气井2内布设卤水尾液注入管道6，其四周均布有采卤井3，该每个采卤井3内布设卤水输送管道8；每个采卤井3内放置一采卤泵7，该采卤泵7与卤水输送管道8的一端相接；卤水输送管道8的另一端与输卤渠相接（参见图1）。
其中：空气压缩机1设在注气井2与采卤井3之间的盐湖矿层上。
注气井2和采卤井3的深度均为20~500m。采卤井3的深度深于盐层，并与注气井2距离50~300m。
注气井2四周均布有多口采卤井3或多层采卤井3（参见图2）。
高压空气管5与卤水尾液注入管道6之间及两者与注气井2井壁之间均设有密封材料9。
⑵空气压缩机1将空气储罐4中压力为0.5~5MPa的压缩空气通过伸入注气井2的高压空气管5持续压入盐湖矿层24~240h，此时，深层晶间卤水受到空气驱动，加速流向采卤井3，并涌出。
⑶深层地下晶间卤水通过采卤泵7抽出，并通过卤水输送管道8输出至输卤渠。
⑷将提钾后的卤水尾液通过卤水尾液注入管道6注入注气井2中的盐湖矿层，由于压缩空气的作用，使得提钾后的卤水尾液到达盐层，并将盐湖矿层中的可溶性钾盐溶解于卤水尾液中，形成新的含钾卤水。
⑸重复所述步骤⑵~⑷，即完成一个循环。
实施例 青海省海西州大浪滩钾矿田位于青海省柴达木盆地西部，隶属青海海西蒙古族藏族自治州茫崖行政委员会管辖。矿田范围为北起阿尔金山山前，南到茶（卡）茫（崖）公路，油墩子以北，东起察汗斯拉图的碱山，西至青新公路咸水泉东侧。大浪滩梁中钾矿床由大浪滩、梁西、梁南、梁东四个凹地组成。是一个固液钾矿并存，以卤水钾矿为主，共（伴）生石盐、芒硝、镁盐、硼等多种矿产资源。
大浪滩梁中钾矿床自2001年开始开采地表固体钾石盐矿生产氯化钾产品。企业对钾资源"取富弃贫"的情况严重，综合利用水平低，无法形成循环经济产业，资源开发缺乏总体性和长远性。
大浪滩卤水的化学类型以硫酸镁亚型卤水为主，局部为硫酸钠和氯化物型。矿区西部为硫酸盐型卤水及盐田光卤石。
固体矿自下而上分为K1~K7七个矿层，其中K6、K7钾矿层深埋5m左右，KCl含量最高，矿石中氯化钾品位1.06~30.06%，一般6~15%。
液体矿自上而下分为W5-W1五个卤水钾矿层，其中W5-W4为上部含矿层，W4具有潜水和承压水双层结构，W5为潜水型含矿层。下部含矿层W3-W1为承压水型。卤水的化学类型以硫酸镁亚型卤水为主，局部为硫酸钠和氯化物型。卤水的矿化度都在300g/l以上。潜卤水矿层结构简单，水位埋深0.29~2.25米，孔隙度1.93~25.13%，给水度3.96~14.4%，矿层厚度大，易于开采。
采用本发明在该矿区进行实际应用，通过再一次注气和取卤后，得到的卤水含钾量为10~13%。
Claims (6)
1.一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，包括以下步骤：
⑴在盐湖矿层上开挖注气井（2）、采卤井（3）和输卤渠，并在盐湖矿层上设置空气压缩机（1）；所述注气井（2）内布设卤水尾液注入管道（6），其四周均布有所述采卤井（3），该每个采卤井（3）内布设卤水输送管道（8）；所述每个采卤井（3）内放置一采卤泵（7），该采卤泵（7）与所述卤水输送管道（8）的一端相接；所述卤水输送管道（8）的另一端与所述输卤渠相接；
⑵所述空气压缩机（1）将空气储罐（4）中压力为0.5~5MPa的压缩空气通过伸入所述注气井（2）的高压空气管（5）持续压入盐湖矿层24~240h，此时，深层晶间卤水受到空气驱动，加速流向所述采卤井（3），并涌出；
⑶所述深层地下晶间卤水通过所述采卤泵（7）抽出，并通过所述卤水输送管道（8）输出至所述输卤渠；
⑷将提钾后的卤水尾液通过所述卤水尾液注入管道（6）注入所述注气井（2）中的盐湖矿层，使得所述提钾后的卤水尾液到达盐层，并将盐湖矿层中的可溶性钾盐溶解于卤水尾液中，形成新的含钾卤水；
⑸重复所述步骤⑵~⑷，即完成一个循环。
2.如权利要求1所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，其特征在于：所述步骤⑴中空气压缩机（1）设在所述注气井（2）与所述采卤井（3）之间的所述盐湖矿层上。
3.如权利要求1所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，其特征在于：所述步骤⑴中注气井（2）和采卤井（3）的深度均为20~500m。
4.如权利要求1所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，其特征在于：所述步骤⑴中采卤井（3）的深度深于盐层，并距离所述注气井（2）50~300 m。
5.如权利要求1所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，其特征在于：所述步骤⑴中注气井（2）四周均布有多口所述采卤井（3）或多层所述采卤井（3）。
6.如权利要求1所述的一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，其特征在于：所述步骤⑴中高压空气管（5）与所述卤水尾液注入管道（6）之间及两者与所述注气井（2）井壁之间均设有密封材料（9）。
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