[发明专利]利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备硼矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐湖卤水的开发利用工艺，尤其涉及一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备硼矿的方法。

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。

硼具有独特的理化性质，其应用领域十分广泛。在玻璃工业中，硼能够缩短熔融时间，提高透明度；在电子和计算机领域，由硼制成的超导材料有着广阔的应用前景；在核工业中，硼可用作反应控制棒。我国盐湖卤水含有丰富的硼资源，然而目前开发盐湖卤水资源，从卤水中提取硼资源的工艺中往往会引入化学试剂，存在较为严重的环境污染。

高原盐湖地区的环境条件比较恶劣，严重影响盐湖卤水的开发利用，主要原因在于：海拔高，比如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，比如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。然而，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，实现硫酸盐型卤水中硼的富集分离。

发明内容

为此，本发明提供一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备硼矿的方法，充分利用高原盐湖地区天然的自然条件、节能、环保无污染。

一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备硼矿的方法，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℃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蒸发析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离；

第四步，对析出氯化钠后的卤水进行除钾处理，当开始析出泻利盐时进行固液分离；

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的硼矿池，将第六步得到的富硼卤水蒸发到锂或硼的含量达到预定值时导入硼矿池与所述水或原始卤水混合反应，当开始析出锂盐时固液分离，从而得到硼矿。

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。

可选地，所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30℃～-20℃的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少90%以上。

可选地，所述高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为0℃～40℃时进行蒸发处理析出氯化钠。

可选地，所述第六步中的芒硝采用第一冻硝池中的芒硝或采用第二冻硝池生成的芒硝，所述芒硝为固体芒硝或芒硝水溶液。