CN108069441A - 一种利用晶间卤水制备光卤石矿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及盐湖资源综合利用的技术领域，尤其是利用一里坪晶间卤水制备光卤石矿的方法，包括如下步骤：将晶间卤水注入盐田进行冷冻，获得比重为1.211～1.228的蒸发原料卤水；将所述蒸发原料卤水注入氯化钠池中进行蒸发，获得比重为1.278～1.288的第一浓缩卤水和石盐；将所述第一浓缩卤水注入钾混盐池中继续蒸发，获得比重为1.302～1.317的第二浓缩卤水和钾混盐矿；将所述第二浓缩卤水注入光卤石池中继续蒸发，获得比重为1.345～1.359的老卤和光卤石矿。本发明充分利用资源地的冷能、太阳能、风能等自然能源提取盐湖矿资源，成本低廉，大批量制备符合工业要求的矿物原料。

Description

一种利用晶间卤水制备光卤石矿的方法
技术领域
本发明涉及盐湖资源综合利用的技术领域，尤其是利用冷能、太阳能和风能等自然能源对一里坪盐湖资源进行利用的方法。
背景技术
钾肥是关系我国农业安全的重要因素之一，含钾的盐湖卤水为钾肥生产提供资源保障。青海一里坪盐湖位于柴达木盆地中部盐湖带的西部，其矿物资源包括了卤水资源和固体盐类资源，其中固体盐类矿物资源包括石盐、芒硝、石膏、白钠镁矾和钾盐，石盐是主要固体盐类矿物；卤水资源为晶间卤水，赋存在沉积盐层中，分为上、下两层，含水层较厚，卤水富含K、B、Li、Mg等盐类资源，卤水的水化学类型为硫酸镁亚型。据估计，该盐湖中资源储量包括KCl 1680.5万t，LiCl 179.65万t，氧化硼91.80万t，属于青海省内具有重要经济价值的盐湖，根据卤水资源的实际对其中的钾资源合理开发利用具有广阔的发展前景。
一里坪盐湖地处柴达木盆地中部，属于干旱大陆性气候区，年平均气温4℃，年降水量不足25mm，年平均蒸发量3500mm，日照时间长，平均风速4m/s，冬季长达半年左右，最低气温可达-25℃左右。
综合利用盐湖区的太阳能、风能和冷能从硫酸镁亚型盐湖卤水中制备光卤石应有广阔的发展前景。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供一种利用晶间卤水制备光卤石的方法，包括如下步骤：
蒸发原料的获得：在冬季将晶间卤水注入盐田进行冷冻；温度0℃～-20℃，固液分离后获得比重为1.211～1.228的蒸发原料；
第一浓缩卤水的获得：将所述蒸发原料在夏季注入氯化钠池中，在温度10℃～30℃下蒸发，待卤水比重为1.278～1.288时进行固液分离得到第一浓缩卤水以及氯化钠；
第二浓缩卤水和钾混盐的获得：将所述第一浓缩卤水注入钾混盐池中继续蒸发，在温度10℃～30℃，待卤水比重为1.302～1.317时进行固液分离得到第二浓缩卤水和钾混盐矿。
光卤石矿的获得：将所述第二浓缩卤水注入光卤石池中继续蒸发，温度10℃～30℃，待卤水比重为1.345～1.359时固液分离后获得光卤石(主要矿物组成是氯化钠、光卤石和六水泻盐)以及老卤。
其中，所述蒸发原料卤水组分包括：Na+78.8～81.7g/L、K+11.4～12.6g/L、Mg2+23.5～24.7g/L、Cl-185.3～189.1g/L、SO4 2-20.3～24.9g/L。
其中，所述第一浓缩卤水的组分包括：K+28.4～31.6g/L、SO4 2-55.0～61.5g/L。
其中，所述第一浓缩卤水中，SO4 2-浓度优选为58.3～60.7g/L。
其中，所述第二浓缩卤水的组分包括：K+14.1～22.0g/L、SO4 2-40.3～61.0g/L。
其中，所述老卤的组分包括：K+0.5～1.5g/L、SO4 2-40.0～50.9g/L。
其中，所述老卤中，K+浓度优选为0.5～1.0g/L、SO4 2-浓度优选为40.3～49.3g/L。
有益效果：
运用本发明的方法处理一里坪硫酸镁亚型盐湖卤水，使其中的钾、镁、硫等资源得到合理利用，所得到的钾混盐矿可作为生产硫酸钾镁肥的原料，光卤石矿可作为生产氯化钾的原料。
本发明是一种环保的技术，在不加入任何化学试剂条件下充分利用资源地冷能、太阳能、风能等自然能源，实现从硫酸镁亚型盐湖卤水中得到钾混盐矿、光卤石等含钾矿物，不会对资源区造成人为的污染，在盐湖资源开发方面有广泛的应用前景。
本发明方法实施成本低廉，操作简单，可操作性、重现率高，能够大批量制备符合工业要求的矿物原料。
具体实施方式
下面对本发明实施例作详细说明。
本发明提供一种利用晶间卤水的综合利用方法，能够利用太阳能富集和获取卤水中的矿物资源。本实施例以柴达木盆地一里坪盐湖晶间卤水为例，介绍其综合利用方法。经分析可知，一里坪盐湖卤水属于硫酸镁亚型，主要组分包括：Na+88～94g/L、K+8～9g/L、Mg2+17～18g/L、Cl-170～175g/L、SO4 2-37～40g/L。当然，也可以通过其他卤水混合或调配获得上述组分的卤水来代替晶间卤水。将所述晶间卤水引入盐田冷冻-蒸发后能够获得例如光卤石、芒硝等矿物。
一里坪盐湖晶间卤水的综合利用方法具体步骤包括：
步骤一，蒸发原料的获得：在冬季将一里坪晶间卤水注入盐田进行冷冻；温度0℃～-20℃，固液分离后获得比重(又称为相对密度)为1.211～1.228的蒸发原料；其包括如下组分：Na+78.8～81.7g/L、K+11.4～12.6g/L、Mg2+23.5～24.7g/L、Cl-185.3～189.1g/L、SO4 2-20.3～24.9g/L。其中，为了确保制备过程最优化，在监控蒸发过程中卤水的比重参数基础上，监控钾离子和硫酸根离子浓度在合适的范围内为佳，优选K+11.4～12.6g/L、SO4 2-20.3～24.9g/L。
上述蒸发过程可充分利用柴达木盆地当地气候条件来进行。一般地，在冬季注入盐田后的晶间卤水进行冷冻，冷冻的温度优选为0℃～-20℃。可以利用年平均气温为4℃的柴达木盆地气候，尤其是资源地冬春季或类似环境温度低于0℃时室外自然环境即可满足冷冻的要求。可以得到硫酸钠的水合物(芒硝)和蒸发原料。
步骤二，第一浓缩卤水和氯化钠的获得。
将所述蒸发原料在夏季注入氯化钠池中，在温度10℃～30℃下蒸发，待卤水比重为1.278～1.288时进行固液分离得到第一浓缩卤水以及氯化钠；
所述第一浓缩卤水的组分包括：Na+22.1～29.8g/L、K+28.4～31.6g/L、Mg2+57.7～65.9g/L、Cl-197.9～212.4g/L、SO4 2-55.0～61.5g/L。其中，为了确保制备过程最优化，在监控蒸发过程中卤水的比重参数基础上，监控钾离子和硫酸根离子浓度在合适的范围内为佳，优选K+28.4～31.6g/L、SO4 2-58.3～60.7g/L。
该过程可以在温度范围为10℃～30℃期间，例如夏季进行。
步骤三，第二浓缩卤水和钾混盐的获得。
将所述第一浓缩卤水注入钾混盐池中继续蒸发，在温度10℃～30℃下，待卤水比重为1.302～1.317时进行固液分离得到第二浓缩卤水和钾混盐矿。一般地，本领域技术人员可知，钾混盐的组分包括：石盐(化学成分为氯化钠)、钾石盐(化学成分为氯化钾)和泻利盐(化学成分为七水硫酸镁)，以及有时会有少量的钾盐镁矾和光卤石。
其中，所述第二卤水的组分包括：Na+1.3～6.4g/L、K+14.1～22.0g/L、Mg2+85.8～91.1g/L、Cl-241.8～249.5g/L、SO4 2-40.3～61.0g/L。为了确保制备过程最优化，在监控蒸发过程中卤水的比重参数基础上，监控钾离子和硫酸根离子浓度在合适的范围内为佳，优选K+14.1～22.0g/L、SO4 2-40.3～61.0g/L。
步骤四，老卤和光卤石的获得。
将所述第二浓缩卤水注入光卤石池中继续蒸发，温度10℃～30℃，待卤水比重为1.345～1.359时固液分离后获得光卤石矿(主要矿物组成是氯化钠、光卤石和六水泻盐)以及老卤。
经所述第二浓缩卤水引入光卤石池进行蒸发，待液相比重达到1.345～1.359时进行固液分离，可得到光卤石矿和老卤，光卤石矿的矿物组成为石盐、六水泻盐和光卤石，老卤组成为Na+0.5～2.6g/L、K+0.5～1.5g/L，Mg2+110.6～118.0g/L、Cl-298.2～312.2g/L、SO4 2-40.0～50.9g/L。综上所述，本发明提供的对晶间卤水综合利用的方法能够通过借助自然能源资源、不添加任何化学试剂制备得到光卤石矿、钾混盐矿等含钾矿物，不会对资源区造成人为的污染，在盐湖资源开发方面有广泛的应用前景。
以上所述为本发明的具体实施方式，其目的是为了清楚说明本发明而作的举例，并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，包括如下步骤：
蒸发原料的获得：在冬季将晶间卤水注入盐田进行冷冻；冬季环境温度下、固液分离后获得比重为1.211～1.228的蒸发原料；
第一浓缩卤水的获得：将所述蒸发原料在夏季注入氯化钠池中，夏季环境温度下蒸发，待所述蒸发原料比重为1.278～1.288时进行固液分离得到第一浓缩卤水以及氯化钠；
第二浓缩卤水和钾混盐的获得：夏季环境温度下、将所述第一浓缩卤水注入钾混盐池中继续蒸发，待比重为1.302～1.317时进行固液分离得到第二浓缩卤水和钾混盐矿。
光卤石的获得：夏季环境温度下、将所述第二浓缩卤水注入光卤石池中继续蒸发，待比重为1.345～1.359时固液分离后获得光卤石以及老卤。
2.根据权利要求1所述利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，所述蒸发原料卤水组分包括：Na+78.8～81.7g/L、K+11.4～12.6g/L、Mg2+23.5～24.7g/L、Cl-185.3～189.1g/L、SO4 2-20.3～24.9g/L、。
3.根据权利要求1所述利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，所述第一浓缩卤水的组分包括：K+28.4～31.6g/L、SO4 2-55.0～61.5g/L。
4.根据权利要求3所述利用晶间卤水制备光卤石的方法，其特征在于，所述第一浓缩卤水中，SO4 2-浓度为58.3～60.7g/L。
5.根据根据权利要求1利用晶间卤水制备光卤石的方法，其特征在于，所述第二浓缩卤水的组分包括：K+14.1～22.0g/L、SO4 2-40.3～61.0g/L。
6.根据根据权利要求1利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，所述老卤的组分包括：K+0.5～1.5g/L、SO4 2-40.0～50.9g/L。
7.根据权利要求6所述利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，所述老卤中，K+浓度0.5～1.0g/L、SO4 2-浓度40.3～49.3g/L。
8.根据权利要求1所述利用晶间卤水制备光卤石矿的方法，其特征在于，所述冬季环境温度范围为-20℃～0℃；所述夏季环境温度范围为10℃～30℃。
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