[发明专利]一种低温浓缩不饱和盐湖卤水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐湖卤水浓缩工艺，具体涉及一种利用低温浓缩不饱和盐湖卤水的方法。

背景技术

我国具有丰富的盐湖资源，其中有不少盐湖其卤水浓度比较淡，远达不到所含盐类饱和度，如：西藏阿里拉果错盐湖，这类盐湖主要分布在青海和西藏的高寒地区。在这类以不饱和卤水为主要特征的盐湖中，有许多含有丰富Li、Rb、Cs等稀散元素的盐湖。与相同类型饱和卤水资源相比，此类盐湖卤水经浓缩达到饱和后，其中稀散元素含量将远高于相同类型饱和卤水资源的含量。

因此，需要一种能够以低成本快速浓缩不饱和卤水的方法，以富集Li、Rb、Cs等稀散元素，为开发此类盐湖资源中高价的Li、Rb、Cs等稀散元素提供可能。

目前，盐湖资源开发过程中卤水的浓缩富集方法普遍采用盐田生产方式。盐田生产技术是利用自然能源，如：光能、风能、冷能等，使卤水在盐池进行自然蒸发，在蒸发过程中根据卤水结晶路线分段析出不同矿物，其中的高价值稀散元素最终富集到老卤。盐田生产可以使卤水中的钾盐等常量组分得到集中结晶；Li、Rb、Cs等高价值稀散元素得到富集，为进一步加工成成品提供优质原料。该技术在国内外盐湖开发中应用比较普遍，比较典型的有硫酸镁亚型盐湖盐田工艺，如：中科院青海盐湖研究所开发的东台盐湖提锂盐田工艺等，和氯化物型盐湖盐田工艺，如察尔汗盐湖盐田工艺。

盐田生产技术在蒸发量比较大的盐湖地区资源开发中比较有优势，然而在气温较低、蒸发量较小的高寒地区，其冬季气温通常低于-10℃，单靠盐田生产却无法满足需要。主要是因为，不饱和盐湖卤水要蒸发的淡水量非常大，需要的蒸发周期会很长，盐田生产的成本会很高。因此，还需要一种能够以较低成本，在-10℃以下的温度环境浓缩不饱和盐湖卤水的方法，以能够充分利用我国高寒地区的盐湖资源。

发明内容

本发明旨在至少解决以上提及的问题之一，提供一种能够利用冻冰方式浓缩不饱和卤水的方法。

本发明的技术方案为一种低温浓缩不饱和盐湖卤水的方法，包括第1级冰冻浓缩：将厚度为40cm以上的所述不饱和盐湖卤水置于-10℃以下的温度，以使其表面结冰，冰层的厚度为15cm以上，得到冰层之下的1级浓缩盐湖卤水；第2级冰冻浓缩：将厚度为40cm以上的所述1级浓缩盐湖卤水置于-10℃以下的温度，以使其表面结冰，冰层的厚度为15cm以上，得到冰层之下的2级浓缩盐湖卤水；以及第3级冰冻浓缩：将厚度为40cm以上的所述1级浓缩盐湖卤水置于-10℃以下的温度，以使其表面结冰，冰层的厚度为15cm以上，得到冰层之下的3级浓缩盐湖卤水。

一些实施例中，所述冰点以下的温度可以利用自然气候环境达到。

一些实施例中，所述浓缩盐湖卤水中稀散元素的浓度可以为原始不饱和盐湖卤水中所述稀散元素浓度的3.5倍以上。

本发明采用冷冻浓缩方式，利用水盐体系的低温溶解性质，实现了不饱和盐湖卤水的低温浓缩。该方法可以利用气候环境能源（例如，冬季低温冷能），工艺简单高效、成本低廉、节能环保。解决了不饱和卤水冬季蒸发浓缩难的技术瓶颈，尤其适合我国的高寒地区盐湖卤水资源的开发和利用。

具体实施方式

根据低温下Na⁺、K⁺//Cl-、SO₄^2--H₂O四元水盐体系、Na⁺、K⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄^2--H₂O五元水盐体系的溶解度数据，在卤水温度处于其冰点以下时，卤水将结纯冰。不饱和卤水的冰点一般在-10℃以上，而在我国富含盐湖卤水资源的高寒地区，冬季气温均低于该冰点，因此，非常有利于通过冻冰的方式实现盐湖卤水的浓缩。

具体地，本发明涉及的低温浓缩不饱和盐湖卤水的方法，可以包括至少一次冰冻浓缩步骤，所述冰冻浓度步骤操作如下：将所述不饱和盐湖卤水置于其冰点以下的温度，以使其表面结冰，得到冰层之下的浓缩盐湖卤水。

例如在用于我国富含盐湖卤水资源的高寒地区时，可以在冬季低温期（不饱和盐湖卤水冰点温度以下的时期）到来前，将不饱和盐湖卤水置于浓缩池中，待气温进入所述不饱和盐湖卤水的冰点温度以下时，将从表面开始结冰，冰层之下得到经浓缩的浓缩卤水。