CN112253117A - 一种盐湖杂卤石的开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐湖杂卤石的开采方法。所述开采方法包括：确定盐湖杂卤石溶采区域，其中，所述盐湖杂卤石呈层状分布，所述杂卤石层下方沉积形成有隔水层；在所述盐湖杂卤石溶采区域四周进行注浆处理形成帷幕；在所述盐湖杂卤石溶采区域内设置垂向竖井以及水平钻孔，所述垂向竖井的底部位于所述杂卤石层区域内，所述杂卤石层中设置有水平钻孔，且所述垂向竖井与水平钻孔贯穿连通；以及，将溶浸剂由垂向竖井注入所述杂卤石层，从而使溶浸剂与杂卤石层内的杂卤石接触并进行溶采处理形成溶浸液。本发明提供的开采方法操作简单，适合盐湖地区难溶杂卤石的开采，可操作性强，溶浸液中钾离子含量高，可以满足后期钾肥以及锂盐的加工。
Description
技术领域
本发明属于盐化工技术领域，具体涉及一种盐湖杂卤石的开采方法。
背景技术
杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)是一种广泛分布在硫酸盐型钾盐矿床中的难溶性钾盐矿，其钾含量(以K2SO4计)高达28％。世界上杂卤石资源十分丰富，例如在中国西部柴达木盆地的大盐滩、大浪滩、察尔汗盐湖；山东大汶口盆地、东营凹陷；江苏洪泽凹陷；湖北江汉盆地以及河北冀中坳陷等地的近百个钻孔中，均发现杂卤石及其伴生的含钾硫酸盐矿物。
目前从杂卤石中提取钾的一般方法是将杂卤石采出并经粉碎后，采用溶剂法进行钾资源的利用，但此种方法成本高、操作复杂，且对于分布不均匀、矿层厚度薄的盐湖地层中的杂卤石开采也不适用。专利CN103397201A中采用的就是将含杂卤石矿物粉碎后在实验室内与溶剂充分混合后进行静态溶矿的方法；专利CN104314569A中采用溶剂注入钻孔与输卤渠结合的方法开采孔隙水与低品位固体矿，杂卤石属于难溶性含钾矿物，不在低品位可溶固体矿范畴内，还有就是该专利中采用的方法在实际应用中的效果有带商榷，在不明确地质构造情况下，采用钻孔和输卤渠结合的方式开采孔隙水不存在问题，但是溶采低品位固体钾存在一定的问题，因为在形成钻孔后注入溶剂后没有隔水层溶剂是不一定沿着设想的方向运移的，因此采卤井里不一定会有含钾溶液汇集；专利CN103321615A中提出了一种利用溶浸法开采杂卤石的方法，该专利主要针对深部杂卤石的开采，其局限于针对1000米以下的杂卤石矿有效，该专利主要针对川东地区沉积厚度大、与石膏交代的杂卤石，该方法无法针对盐湖地区埋藏浅、矿层薄的杂卤石(深度在200米以内)实施，再者该专利中使用的溶剂均是价格较高的原料，而溶浸采矿需要的溶剂量是非常大的，这就显著增加了开采的经济成本，因此该专利中的方法具有很大的局限性；
与此同时，盐湖杂卤石与其它杂卤石由于形成条件、赋存条件等不同而在开采过程中是有很大区别的；盐湖杂卤石其分布特点为不均匀层状分布因此开采具有一定难度，并不适用上述发明中的开采方法。专利CN108714481B发明公开了一种从含脉石矿物的杂卤石矿中提取杂卤石的方法，其包括步骤：S1、将含石盐以及硅酸盐和/或碎屑盐的脉石矿物的杂卤石矿磨矿并加入分散剂和磨矿母液，获得矿磨料浆；S2、向矿磨料浆中加入调整剂和絮凝剂，获得浮选原料；S3、将浮选原料于浮选母液中进行粗选，获得精选原料和扫选原料；S4、对精选原料依次进行一次精选和二次精选，获得二次精选精矿；对扫选原料进行扫选，获得扫选尾矿；S5、将浮选母液和洗涤母液混合作为洗涤介质，洗涤二次精选精矿后进行固液分离，获得杂卤石产品。根据本发明的方法适用于从含硅酸盐和/或碎屑盐等脉石矿物的杂卤石矿中分离提取杂卤石，进一步提供了对其他类型杂卤石矿中杂卤石进行利用的技术方案。专利CN107542445A公开了一种杂卤石开采方法，其包括步骤：S1、在杂卤石矿床开设采卤井或采卤渠；S2、从油田采集油田水，以所述油田水为溶浸剂；S3、将所述溶浸剂由采卤井或采卤渠的注入区域注入至矿层，使所述溶浸剂与所述矿层内的杂卤石接触溶浸；S4、回收溶浸之后的溶浸剂，获得含钾卤水。采用油田水作为溶浸开采杂卤石的溶浸剂，可以有效地对杂卤石进行溶浸，该专利忽略了盐湖杂卤石的沉积特征，盐湖杂卤石沉积区域并非一个封闭体系，注入油田水后，油田水会随着裂隙或者断裂构造运移，无法到达设计的目标区域；专利CN104847358A中将溶浸剂由采卤井或采卤渠的注入区域注入矿层，使所述溶浸剂与所述矿层内的杂卤石接触溶浸至预定时间，得到含钾卤水该方法同样存在溶剂不会按照预想途径运移的缺陷；专利CN103321615A公开了一种在深部杂卤石矿层原位反应制取水溶性钾盐的方法，该方法适合与深部埋藏、品位高的杂卤石矿层，对于盐湖杂卤石埋藏浅、品位低的矿层不适用此方法；专利CN1766138A公开了一种对杂卤石矿中钾的溶浸开采方法，该方法能使难溶性钾盐矿物中K+的溶解，但方法需要将杂卤石采出后粉碎提钾。
盐湖杂卤石大多是沉积形成具有层状分布的特征，目前盐湖杂卤石由于开采难度大、开采成本高，没有得到大规模的开采，盐湖企业一般采用漫灌溶采的方法来溶采固体矿，漫灌溶采的过程中只有极少部分的杂卤石中的钾会被溶解出来，漫灌溶采不仅不利于杂卤石中的钾大量溶出，而且会破坏盐湖地区的支撑地层，造成地面塌陷影响晶间卤水的开采。因此，开发一种新的盐湖杂卤石的开采方法，综合开发利用盐湖杂卤石中多种离子是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种盐湖杂卤石的开采方法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种盐湖杂卤石的开采方法，其包括：
确定盐湖杂卤石溶采区域，其中，所述盐湖杂卤石呈层状分布，所述盐湖杂卤石溶采区域包括至少一个杂卤石层，所述杂卤石层下方沉积形成有隔水层；
在所述盐湖杂卤石溶采区域四周进行注浆处理形成帷幕，所述帷幕与隔水层将所述盐湖杂卤石溶采区域包围形成局部封闭区域；
在所述盐湖杂卤石溶采区域内设置垂向竖井以及水平钻孔，所述垂向竖井的底部位于所述杂卤石层区域内，所述杂卤石层中设置有水平钻孔，且所述垂向竖井与水平钻孔贯穿连通；
以及，将溶浸剂由垂向竖井注入所述杂卤石层，从而使溶浸剂与杂卤石层内的杂卤石接触并进行溶采处理形成溶浸液。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明根据地质构造情况提出溶采区区域注浆帷幕；
(2)本发明根据盐湖地区杂卤石层状分布的特征提出采用水平定向钻技术水平分层贯通；
(3)本发明根据杂卤石分布情况采用垂向竖井连通，垂向竖井和水平钻孔结合，垂向竖井即可以作为透气孔又可以作为溶浸剂注入孔和后期溶浸液排出孔；
(4)本发明采用集中注入溶浸剂、驱动开采、集中抽采的方法溶采盐湖杂卤石；该方法将溶浸区域封闭，使溶浸剂按照预设路线流动，主要是水平定向钻在杂卤石矿层中间打钻，保证溶浸液始终在杂卤石矿层流动，溶浸杂卤石中的钾离子、锂离子，使得溶浸液最后在封闭体系中只能按设计路线流动，不会产生溶浸剂和溶浸液流失的情况，大大节约了溶浸剂的使用，同时提高了杂卤石的开采效率；
(5)本发明提出区域帷幕、水平分层贯通，垂向竖井连通，垂向竖井和水平定向钻孔结合，采用集中注入溶浸剂、驱动开采、集中抽采的方法溶采盐湖杂卤石；该方法操作简单，适合盐湖地区难溶杂卤石的开采，可操作性强，溶浸液中钾离子含量高，可以满足后期钾肥加工及锂盐的加工，同时该方法是一种综合开发利用杂卤石矿中多种离子的高效、可行的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中的盐湖杂卤石溶采区域的示意图；
图2是本发明实施例2中的盐湖杂卤石溶采区域的示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是利用区域帷幕、水平分层贯通、垂向竖井连通，垂向竖井和水平定向钻孔结合，之后集中注入溶浸剂、驱动开采、集中抽采的方法溶采盐湖杂卤石。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面提供了一种盐湖杂卤石的开采方法，其包括：
确定盐湖杂卤石溶采区域，其中，所述盐湖杂卤石呈层状分布，所述盐湖杂卤石溶采区域包括至少一个杂卤石层，所述杂卤石层下方沉积形成有隔水层；
在所述盐湖杂卤石溶采区域四周进行注浆处理形成帷幕，所述帷幕与隔水层将所述盐湖杂卤石溶采区域包围形成局部封闭区域；
在所述盐湖杂卤石溶采区域内布置垂向竖井以及水平钻孔，所述垂向竖井的底部位于所述杂卤石层区域内，所述杂卤石层中设置有水平钻孔，且所述垂向竖井与水平钻孔贯穿连通；
以及，将溶浸剂由垂向竖井注入所述杂卤石层，从而使溶浸剂与杂卤石层内的杂卤石接触进行溶采处理形成溶浸液。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：在地面设置垂向竖井，使垂向竖井延伸至所述杂卤石层区域内，且所述杂卤石层设置至少一个垂向竖井。
进一步的，所述垂向竖井至少作为透气孔、溶浸剂注入孔或溶浸液排出孔中的任意一种。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：采用水平定向钻技术，在所述杂卤石层的水平方向设置所述水平钻孔。
进一步的，所述水平钻孔的直径小于所述杂卤石层的厚度。
进一步的，实施所述水平定向钻孔处理的工作区域位于所述帷幕区域内。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：在所述盐湖杂卤石溶采区域还设置有溶浸剂注入孔，所述溶浸剂注入孔至少用于注入所述溶浸剂。
进一步的，在所述盐湖杂卤石溶采区域还设置有溶浸液排出孔，所述溶浸液排出孔至少用于抽取所述溶浸液。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：采用气压驱动的方法使所述溶浸剂与杂卤石层中的杂卤石接触，并进行多次溶采处理。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：采用水泵抽取和/或气压驱动吹出的方式将所述溶浸液从杂卤石层中抽出。
在一些较为具体的实施方案中，所述开采方法包括：所述盐湖杂卤石溶采区域包括多个杂卤石层时，采用逐层溶采处理的方式，先进行最上层卤石层溶采处理，之后将最上层卤石层的垂向竖井继续下钻至第二层卤石层进行溶采处理，重复上述过程直至将多个杂卤石层溶采完成。
在一些较为具体的实施方案中，所述溶浸剂包括氯化钠溶液，且不限于此。
进一步的，所述氯化钠溶液的浓度为20～26wt％。
进一步的，所述溶浸剂还包括氯化镁和/或醋酸。
在一些较为具体的实施方案中，所述盐湖杂卤石中钾含量为12～20wt％，锂含量为0.5～2.0％wt％。
进一步的，所述盐湖杂卤石的埋藏深度为5-50m。
进一步的，所述杂卤石层的厚度为0.5m-3.0m。
进一步的，所述溶浸液可用于钾肥和/或锂盐的制备。
进一步的，所述溶浸液中钾离子的浓度为1-6wt％，锂离子的浓度为0.2-0.5wt％。
在一些更为具体的实施方案中，所述盐湖杂卤石的开采方法可以包括：
(1)首先在地质勘查基础上找到具有隔水层的杂卤石层，盐湖杂卤石呈层状分布而且盐湖沉积过程中会形成很多隔水层，在满足有杂卤石层并且在杂卤石层下部有隔水层的前提下实施本发明的方法；
(2)第二步是在确定的区域内注浆形成帷幕，将溶采区形成一个封闭的体系，这样有利于后期气压或者水压驱动溶采，如果是一个敞开体系，虽然注气或者注水可以驱动开采，但是在一个敞开体系注气后气体不会沿着设想的方向行进，气体会沿着断裂或者裂隙运移，不一定能将溶采后的含钾溶浸液运移到目标位置，本发明的开采方法是下有隔水层，前、后、左、右四周有帷幕，是一个局部封闭的区域这样有利于溶剂进入杂卤石层后反复驱动溶采；
(3)第三步在帷幕注浆区域布置钻孔，首先布置垂向竖井，钻孔打到杂卤石层中部，使后期溶浸剂可以充分与杂卤石浸润接触打到最佳溶采效果，如果前期勘探本地区有多个杂卤石层，可以设计不同深度钻孔，钻孔至杂卤石层，然后采用水平定向钻技术，在杂卤石层进行水平钻孔施工，如果勘探结果表明有多个杂卤石层，那么就布置多个杂卤石层水平钻孔，最后将杂卤石层水平钻孔用垂向竖井贯穿，在帷幕边界处布置抽卤钻孔；
(4)进行溶采处理，在溶采过程中可以布置多个溶浸剂注入孔，水平定向钻孔两端也可以作为溶浸剂注入孔，溶采过程中一次溶浸液浓度可以采用气压驱动多次循环法使溶浸液钾离子浓度升高，杂卤石作为难溶矿物其中钾离子被溶出，那么其它低品位固体矿(如钾石盐、光卤石等)中的钾离子一定会被溶出，本发明使用的溶浸剂是盐湖企业钾肥生产过程中的接近饱和的氯化钠溶液，该溶液不仅可以保证溶采过程中支撑矿层不垮塌而且可以溶出杂卤石中的钾离子；
(5)采用水泵抽取和/或气压驱动吹出的方式将所述溶浸液从杂卤石层中抽出。
本发明中盐湖杂卤石呈多层分布时，可以在每一层杂卤石层设置至少一个垂向竖井进行溶采处理；也可以先从最上层杂卤石层进行溶采处理，之后在原有垂向竖井的基础上继续下钻至第二层进行溶采，之后重复上述方法直至溶采处理完最底层杂卤石层。
盐湖杂卤石大多是沉积形成具有层状分布的特征，且目前盐湖杂卤石由于开采难度大、开采成本高，没有得到大规模的开采，盐湖企业一般采用漫灌溶采的方法来溶采固体矿，漫灌溶采的过程中只有极少部分的杂卤石中的钾会被溶解出来，漫灌溶采不仅不利于杂卤石中的钾大量溶出，而且会破坏盐湖地区的支撑地层，造成地面塌陷影响晶间卤水的开采。
因此，盐湖杂卤石的溶采首先必须是在一个封闭的区域内注入溶浸剂，如果不是封闭区域溶浸剂是会大量流失的，盐湖地层中断裂、裂隙发育，隔水层少，盐湖地层中的盐层溶解后会形成流水通道，使溶剂大量流失无法达到溶矿的目的。盐湖杂卤石层根据前期勘探结果大部分杂卤石层位于泥层上部，或者杂卤石与盐层交替出现，因此盐湖杂卤石溶采必须将溶浸剂精准注入到杂卤石层，泥层为隔水层可以保证溶浸剂不流失，盐层(盐层为杂卤石层或含盐的地层)底部一般都有隔水泥层，溶剂不会大量流失，只要保证四周封闭溶浸剂是不会流失的，因此本发明采用水平定向钻孔技术，水平钻孔位置就是杂卤石矿层位置中间位置，使溶剂按照预设路线在杂卤石矿层中借助气压驱动反复流动，溶浸杂卤石中的钾离子锂离子，最大程度的溶解杂卤石，溶浸后的溶浸液最后在封闭体系中只能按设计路线流动，不会产生溶浸液流失的情况。
因此，本发明提出区域帷幕、水平分层贯通，垂向竖井连通，竖井和水平定向钻孔结合，采用集中注入溶浸剂、驱动开采、集中抽采的方法溶采盐湖杂卤石，该方法操作简单，适合盐湖地区难溶杂卤石的开采，可操作性强，溶浸液中钾离子含量高，可以满足后期钾肥加工及锂盐的加工，同时该方法是一种综合开发利用杂卤石矿中多种离子的高效、可行的方法。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
如图1所示，确定盐湖杂卤石溶采区域为100米×100米区域，盐湖杂卤石为单层分布，前期勘查中杂卤石层厚度为1.2m，首先将溶采区域进行注浆帷幕，将100米×100米区域四周帷幕注浆后形成封闭区域，并分别布置垂向竖井和水平钻孔，然后进行垂向竖井(溶浸剂注入孔)施工，垂向竖井底部不可打穿杂卤石层底部的隔水层，再进行水平定向钻孔施工，水平钻孔直径小于杂卤石厚度，本次水平钻孔采用的直径为0.5m，水平定向钻施工区域在帷幕注浆区域内，之后由溶浸剂注入孔将溶浸剂注入杂卤石层，溶浸剂为接近饱和的氯化钠溶液复合配方溶液(25wt％氯化钠，1wt％氯化镁1wt％醋酸)，溶浸剂在水平定向钻孔内与杂卤石充分接触，溶浸其中的钾，在溶浸过程中可采用气压驱动，在溶浸剂注入孔、水平定向钻孔交替采用气压驱动，让溶浸剂在杂卤石层中充分流动，当溶浸液中钾离子浓度不再变化时一般钾离子浓度大于1wt％可用于盐田晒卤，最后采用气压驱动将溶浸液排入输卤渠，进行盐田加工本次溶浸液中钾离子浓度达2wt％。
实施例2
如图2所示，确定盐湖杂卤石溶采区域为100米×100米区域，盐湖杂卤石为三层分布，杂卤石层的厚度分别为1.5m、1.2m、3.0m，首先将溶采区域进行注浆帷幕，将100米×100米区域四周帷幕注浆后形成封闭区域，并分别布置垂向竖井和水平钻孔，然后进行垂向竖井(溶浸剂注入孔)施工，垂向竖井底部不可打穿杂卤石层底部的隔水层，再进行水平定向钻孔施工，水平钻孔直径小于杂卤石厚度，本次水平钻孔采用的直径为0.5米，水平定向钻施工区域在帷幕注浆区域内，之后由溶浸剂注入孔将溶浸剂注入杂卤石层，溶浸剂为接近饱和的氯化钠溶液复合配方溶液(23wt％氯化钠，1wt％氯化镁，1wt％醋酸)，溶浸剂在水平定向钻孔内与杂卤石充分接触，溶浸其中的钾，在溶浸过程中可采用气压驱动，在溶浸剂注入孔、水平定向钻孔交替采用气压驱动让溶浸剂在杂卤石层中充分流动，当溶浸液中钾离子浓度不再变化时一般钾离子浓度大于1wt％可用于盐田晒卤。本实施例中由于杂卤石层为3层，因此在施工过程中采用分层溶浸的方法，第一层杂卤石溶浸完成后，可在原有垂向竖井上继续下钻，钻到第二层杂卤石层，之后采用水平定向钻孔在第二层杂卤石施工，含有钾离子的溶浸液进入第二层杂卤石层继续溶浸，第三层杂卤石层按照第二层方法施工，如果含有多层杂卤石可以依照以上方法继续施工，最终溶浸液可从施工钻孔中抽出或者气压驱动吹出。施工过程中同样可以采用气压驱动单层溶浸液让溶浸液在矿层中充分接触、充分流动、充分溶浸，最大限度的溶浸杂卤石层中的钾离子。本次最终溶浸液中钾离子浓度5wt％。
实施例3
确定盐湖杂卤石溶采区域为100米×100米区域，盐湖杂卤石为单层分布，前期勘查中杂卤石层厚度为2m，首先将溶采区域进行注浆帷幕，将100米×100米区域四周帷幕注浆后形成封闭区域，并分别布置垂向竖井和水平钻孔，然后进行垂向竖井(溶浸剂注入孔)施工，垂向竖井底部不可打穿杂卤石层底部的隔水层，再进行水平定向钻孔施工，水平钻孔直径小于杂卤石厚度，本次水平钻孔采用的直径为0.5m，水平定向钻施工区域在帷幕注浆区域内，之后由溶浸剂注入孔将溶浸剂注入杂卤石层，溶浸剂为浓度为20wt％的氯化钠溶液，溶浸剂在水平定向钻孔内与杂卤石充分接触，溶浸其中的钾，在溶浸过程中可采用气压驱动，在溶浸剂注入孔、水平定向钻孔交替采用气压驱动，让溶浸液在杂卤石层中充分流动，当溶浸液中钾离子浓度不再变化时采用气压驱动将溶浸液排入输卤渠，进行盐田加工，本次溶浸液中钾离子浓度达1wt％。
实施例4
确定盐湖杂卤石溶采区域为100米×100米区域，盐湖杂卤石为两层分布，杂卤石层的厚度分别为0.5m、2.0m，首先将溶采区域进行注浆帷幕，将100米×100米区域四周帷幕注浆后形成封闭区域，并分别布置垂向竖井和水平钻孔，然后进行垂向竖井(溶浸剂注入孔)施工，垂向竖井底部不可打穿杂卤石层底部的隔水层，再进行水平定向钻孔施工，水平钻孔直径小于杂卤石厚度，本次水平钻孔采用的直径为0.4m，水平定向钻施工区域在帷幕注浆区域内，之后由溶浸剂注入孔将溶浸剂注入杂卤石层，溶浸剂为溶浸剂为浓度为26wt％的氯化钠溶液，溶浸剂在水平定向钻孔内与杂卤石充分接触，溶浸其中的钾，在溶浸过程中可采用气压驱动，在溶浸剂注入孔、水平定向钻孔交替采用气压驱动让溶浸剂在杂卤石层中充分流动，当溶浸液中钾离子浓度不再变化时一般钾离子浓度大于1wt％可用于盐田晒卤。本实施例中由于杂卤石层为2层，因此在施工过程中采用分层溶浸的方法，第一层杂卤石溶浸完成后，可在原有垂向竖井上继续下钻，钻到第二层杂卤石层，之后采用水平定向钻孔在第二层杂卤石施工，含有钾离子的溶浸液进入第二层杂卤石层继续溶浸，最终溶浸液可从施工钻孔中抽出或者气压驱动吹出。施工过程中同样可以采用气压驱动单层溶浸液让溶浸液在矿层中充分接触、充分流动、充分溶浸，最大限度的溶浸杂卤石层中的钾离子，本次最终溶浸液中钾离子浓度6wt％。
实施例5
确定盐湖杂卤石溶采区域为100米×100米区域，盐湖杂卤石为单层分布，前期勘查中杂卤石层厚度为1.5m，首先将溶采区域进行注浆帷幕，将100米×100米区域四周帷幕注浆后形成封闭区域，并分别布置垂向竖井和水平钻孔，然后进行垂向竖井(溶浸剂注入孔)施工，垂向竖井底部不可打穿杂卤石层底部的隔水层，再进行水平定向钻孔施工，水平钻孔直径小于杂卤石厚度，本次水平钻孔采用的直径为1.0m，水平定向钻施工区域在帷幕注浆区域内，之后由溶浸剂注入孔将溶浸剂注入杂卤石层，溶浸剂为浓度为25wt％的氯化钠溶液，溶浸剂在水平定向钻孔内与杂卤石充分接触，溶浸其中的钾，在溶浸过程中可采用气压驱动，在溶浸剂注入孔、水平定向钻孔交替采用气压驱动，让溶浸剂在杂卤石层中充分流动，当溶浸液中钾离子浓度不再变化时采用气压驱动将溶浸液排入输卤渠，进行盐田加工，本次溶浸液中钾离子浓度达3wt％。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。
Claims (10)
1.一种盐湖杂卤石的开采方法，其特征在于包括：
确定盐湖杂卤石溶采区域，其中，所述盐湖杂卤石呈层状分布，所述盐湖杂卤石溶采区域包括至少一个杂卤石层，所述杂卤石层下方沉积形成有隔水层；
在所述盐湖杂卤石溶采区域四周进行注浆处理形成帷幕，所述帷幕与隔水层将所述盐湖杂卤石溶采区域包围形成局部封闭区域；
在所述盐湖杂卤石溶采区域内设置垂向竖井以及水平钻孔，所述垂向竖井的底部位于所述杂卤石层区域内，所述杂卤石层中设置有水平钻孔，且所述垂向竖井与水平钻孔贯穿连通；
以及，将溶浸剂由垂向竖井注入所述杂卤石层，从而使溶浸剂与杂卤石层内的杂卤石接触并进行溶采处理形成溶浸液。
2.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于包括：在地面设置垂向竖井，使垂向竖井延伸至所述杂卤石层区域内，且所述杂卤石层设置至少一个垂向竖井；优选的，所述垂向竖井至少作为透气孔、溶浸剂注入孔或溶浸液排出孔中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于包括：采用水平定向钻技术，在所述杂卤石层的水平方向设置所述水平钻孔；优选的，所述水平钻孔的直径小于所述杂卤石层的厚度；优选的，实施所述水平定向钻孔处理的工作区域位于所述帷幕区域内。
4.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于还包括：在所述盐湖杂卤石溶采区域设置溶浸剂注入孔，所述溶浸剂注入孔至少用于注入所述溶浸剂；
和/或，在所述盐湖杂卤石溶采区域还设置有溶浸液排出孔，所述溶浸液排出孔至少用于抽取所述溶浸液。
5.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于包括：采用气压驱动的方法使所述溶浸剂与杂卤石层中的杂卤石接触，并进行多次溶采处理。
6.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于包括：采用水泵抽取和/或气压驱动吹出的方式将所述溶浸液从杂卤石层中抽出。
7.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于包括：所述盐湖杂卤石溶采区域包括多个杂卤石层时，采用逐层溶采处理的方式，先进行最上层卤石层溶采处理，之后将最上层卤石层的垂向竖井继续下钻至第二层卤石层进行溶采处理，之后重复前述过程直至将多个杂卤石层溶采完成。
8.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述溶浸剂包括氯化钠溶液；优选的，所述氯化钠溶液的浓度为20～26wt％；优选的，所述溶浸剂还包括氯化镁和/或醋酸。
9.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述盐湖杂卤石中钾含量为12～20wt％，锂含量为0.5～2.0％wt％；
和/或，所述盐湖杂卤石的埋藏深度为5-50m；
和/或，所述杂卤石层的厚度为0.5-3m。
10.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述溶浸液可用于钾肥和/或锂盐的制备；优选的，所述溶浸液中钾离子的浓度为1-6wt％，锂离子的浓度为0.2-0.5wt％。
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- 2020-10-15 CN CN202011101621.0A patent/CN112253117A/zh active Pending
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