[发明专利]含氯化钙的水溶液用于钙芒硝资源的转化开采的用途及钙芒硝资源的转化开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氯化钙的水溶液用于钙芒硝资源的转化开采的用途及钙芒硝资源的转化开采方法，尤其用于含钙芒硝的岩盐(或井矿盐)的开采。

用含氯化钙的水溶液转化开采岩盐伴生性钙芒硝资源的方法，具体来说就是把含氯化钙的水溶液注入岩盐的矿井中，在开采氯化钠、芒硝等易溶解盐资源的同时，利用CaCl₂溶液有利于促进钙芒硝溶漓分解的原理，使盐矿中伴生的钙芒硝得到溶漓分解，得到易溶解的硫酸钠，而岩盐溶解后产生的SO₄^2-反应又与溶液中的Ca²⁺反应形成CaSO₄沉淀，同时转化生成可利用的氯化钠。由于此反应的存在，使得溶液始终处于低硝（硫酸钠含量在12g/L以下）或者含有氯化钙的条件，此条件下又可促进钙芒硝的进一步分解，最终将岩盐中的钙芒硝全部溶漓分解并转化开采成有用的NaCl，达到了提高岩盐矿藏资源的利用率的目的。

经研究，该方法也适用于低品位的钙芒硝矿的转化开采。

背景技术

我国岩盐（以氯化钠为主含量）资源十分丰富，广泛分布于江苏、江西、湖南、湖北、四川、云南等十多省份。以开采的地下盐矿为原料生产的盐（NaCl），被统一称为井矿盐，并形成了一个产业，目前，井矿盐年产量已达到3800万t以上，占全国盐总产量的52%以上。

岩盐的主要成分为石盐（即NaCl），其矿石中还常见的伴(共)生矿物有钙芒硝、硬石膏、天然碱、钾石盐、杂卤石、光卤石、天青石、无水芒硝、石膏等。从目前开采利用岩盐而得到的矿卤成分看，可大致分为硫酸钙型岩盐（以四川等省为代表）和硫酸钠型岩盐（以江苏、湖南等省为代表）。从各地盐矿的地质资料分析，无论是硫酸钙型盐矿，还是硫酸钠型盐矿，都伴生钙芒硝，而钙芒硝（CaSO₄·Na₂SO₄）是一种复盐，主要组分由微溶于水的硫酸钙（CaSO₄）和易溶于水的硫酸钠（Na₂SO₄）组成，难溶于水。岩盐资源一般埋藏深度在地下一千米左右，因此，目前岩盐开采一般都采用水溶开采法，开采近饱和矿卤后，再真空制盐。从理论及实践看，用简单的淡水水溶开采法无法开采岩盐中伴生性钙芒硝资源，就目前而言，岩盐伴生性钙芒硝都没有作为矿藏资源加以开采利用。

据了解，对品位高的钙芒硝矿的开采，主要方法为传统的旱采法和硐室水溶法。旱采法是指先将矿石从矿床中采出并运至地面，然后经过破碎、球磨、密压等工艺流程，获得近饱和硫酸钠和含有一定钙、镁离子的混合溶液。硐室水溶法是指先由地面挖掘巷道通至钙芒硝矿层，然后再用密集爆破的方法将钙芒硝矿石崩落，将崩落的矿石堆积在采区内，用一定温度的水浸泡，获得符合一定浓度要求的溶液，最终获得具有广泛工业用途的硫酸钠产品。这两种方法最终都得到高硝卤水，生产出硫酸钠产品，并且这两种方法开采成本高，回采率低，劳动强度大，废渣处理困难。由CN88105819公开的“钙芒硝水溶开采工艺”是将淡水注入井下，根据注入淡水的温度变化分解钙芒硝得到含硫酸钠的粗卤。由CN1558086公开的“钙芒硝矿群井致裂压力浸泡控制水溶开采方法”和CN102191932A公开的“钙芒硝矿原位注热浸泡控制水溶开采方法”是针对钙芒硝矿注井、溶解和采卤等工艺步骤。因此，用旱采法或硐室水溶法等开采纯钙芒硝矿方法，显然不能用于开采岩盐伴生性的钙芒硝矿资源。与此同时，硫酸钠含量偏低的低品位钙芒硝矿，用以上两种方法也难以完全开采和利用。

CN102205979A公开了利用硫酸钠型井矿盐的盐、碱和任选的钙产品的联合循环生产工艺，其中使用氨碱法中产生的废液代替淡水来注井采卤水，对于硫酸钠型井矿盐获得了相当好的效果。本申请人在将该技术投产之后的初期，每年新增十几亿的效益，可见一个工艺的废液变成另一个工艺的原料，产生了显著的经济效益。