[发明专利]采用自然能富集分离硫酸盐型盐湖卤水中有益元素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐湖卤水的开发利用工艺，尤其涉一种采用自然能富集分离硫酸盐型盐湖卤水中有益元素的方法。

背景技术

我国青藏高原上有数量众多的盐湖。其中青海柴达木地区盐湖如察尔汗盐湖、大柴旦盐湖、东西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、尕斯库勒盐湖等，经过国家几十年的大量投资，基础设施如公路、铁路、电力、水资源等条件较好，已经开发或已具备开发条件，其中察尔汗盐湖已成为我国最大的盐湖钾肥生产基地。在这些盐湖的开发中，人们坚持不懈地试图实现钾、锂、硼、镁、钠等资源的综合利用，有些技术已成功实现工业性试生产，但真正实现大规模工业生产的只有钾肥，钠盐、镁盐系列产品的生产初具规模，但硼、锂的生产依然困难重重。

西藏地区盐湖开发条件异常恶劣，时至今日除盐湖固体硼矿及扎布耶碳酸盐型卤水锂矿得到部分开发外，还没有卤水综合开发的成功实例，主要原因在于：海拔高，西藏盐湖一般海拔在4000～5000m范围，高者达5000m以上，自然环境极其恶劣，生态环境非常脆弱，环保要求高；交通不便，西藏地区盐湖交通条件极差，远离国道，条件最好的也只有沙石路可以到达，而且远离产品市场消费区域，运距最短也有2000km，大部分在3000km以上；基础设施基本空白，远离电网，没有建设大规模化工厂的条件，方圆数百公里没有化工企业和可供利用的辅助设施。

但高原盐湖地区具有日照时间长，年温差和昼夜温差大，干旱少雨，风大等有利自然条件，本发明旨在充分利用高原盐湖地区的自然能资源，在盐湖现场低成本地实现有益元素的富集分离，以便将高品位矿运往具备加工能力的地方加工成产品。

发明内容

为此，本发明采用自然能富集分离硫酸盐型盐湖卤水中有益元素的方法，充分利用盐湖地区天然的自然条件、节能、环保，且可适合应用在完全没有建设化工生产装备的条件的盐湖地区。

一种采用自然能富集分离硫酸盐型盐湖卤水中有益元素的方法，其包括步骤：

第一步，将高原硫酸盐型盐湖原始卤水导入预晒池进行蒸发，通过控制卤水的进水量调节卤水中的钠离子和硫酸根离子的含量，使卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L～25g/L；

第二步，将上述氯化钠饱和状态且硫酸根离子的浓度为5g/L～25g/L的卤水导入第一冻硝池，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30℃～0℃时进行冷冻处理，析出芒硝，控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L～7g/L，进行固液分离，固液分离后的卤水进入下一步骤，固体留在第一冻硝池中；

第三步，将析出芒硝后的卤水导入钠盐池，在高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为0℃～40℃时蒸发析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离，固液分离后的卤水进入下一步骤，固体留在钠盐池中；

第四步，对析出氯化钠后的卤水导入钾盐池，首先析出钾石盐，随着蒸发的进行，当开始析出光卤石时固液分离，将析出钾石盐后的卤水导入光卤石池中，继续蒸发析出光卤石，光卤石析出完成后进行固液分离，固液分离后的卤水进入下一步骤；

第五步，将第四步固液分离后的卤水导入泻利盐池，蒸发处理析出泻利盐，控制溶液中锂离子浓度大于或等于6g/L后进行固液分离，固液分离后的卤水为高氯化镁含量的卤水，进入下一步骤，固体导入第二冻硝池中；

第六步，提供盛放芒硝的除镁池，将第五步的高氯化镁含量的卤水导入除镁池中与芒硝混合反应，析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于8:1时进行固液分离，固液分离后的卤水为富硼锂卤水进入下一步骤，固体导入所述第二冻硝池中；

第七步，提供盛放水或原始卤水硼矿池，将第六步固液分离后的富硼锂卤水蒸发到硼或锂元素的含量达到预定值时时导入硼矿池与所述淡水或稀卤水混合反应，析出硼矿，当开始析出锂盐时固液分离，固液分离后的卤水为富锂卤水进入下一步骤，固体留在硼矿池中；

第八步，将第七步固液分离后的富锂卤水导入锂盐池中，蒸发析出锂盐，当锂盐析出完成后进行固液分离；

第九步，将第八步固液分离后的卤水导入第六步的除镁池中并重复第六步至第八步的工艺步骤预定次数，当卤水中的元素达到预定含量后进行分离。

可选地，所述高原硫酸盐型盐湖原始卤水的组成为：B₂O₃为0.1～3g/L，Li为0.1～2g/L，K为1～25g/L，Na为10～120g/L，Mg为10～120g/L，SO₄^2-为1～40g/L，Br为0.01～0.50g/L，Cl为90～300g/L。