[发明专利]一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐化工技术领域，具体地说是涉及一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法。 

背景技术

目前我国钾资源储量主要集中在青海柴达木盆地盐湖地区，该地区保有钾储量总量大(10亿吨)，基础储量少(2.45亿吨，占23.4%)，设计可采储量更少(1.16亿吨，仅占11.1%)，其中大量的钾资源是难以直接开采的低品位固体钾矿(3.4亿吨，约占29.5%)；此外，随着钾资源的大力开发，盲目和过量开采，使得察尔汗盐湖晶间、孔隙卤水，以及晶间、孔隙承压卤水严重超采，导致矿区卤水水位大幅度下降，形成大面积疏干区，增大孔隙卤水开采难度、严重限制了钾资源的利用。充分利用低品位固体钾资源、深层提取卤水、获取可溶性钾资源技术以及做到采、补平衡是盐湖开发中十分重要和极有意义的工作。 

目前对于低品位固体钾矿的开采，主要的技术手段是利用溶采实现对钾矿的溶解，进而进行开采。传统的地下卤水开采方法主要有井式开采法、渠式开采法等，其中渠式开采法适用于卤水水位接近地表的情况，无法应用于卤水水位较深的钾矿开采；井式开采法是一种应用比较广泛的孔隙卤水开采方法，但是该法无法在保证地层结构不受破坏的前提下实现深部卤水的充分开采。 

关于深部孔隙卤水的开采，目前已有人进行这方面的研究。例如，专利号为201210113149.1，专利名称为《一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法》的中国发明专利公开了一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法，该方法包括以下步骤：（1）在盐湖矿层上开挖注气井、采卤井和输卤渠，并在盐湖矿层上设置空气压缩机；注气井内布设卤水尾液注入管道，其四周均布有采卤井，该每个采卤井内布设卤水输送管道；每个采卤井内放置一采卤泵，该采卤泵与卤水输送管道的一端相接；卤水输送管道的另一端与输卤渠相接；（2）空气压缩机将压缩空气持续压入盐湖矿层，深层晶间卤水涌出；（3）深层地下晶间卤水通过采卤泵抽出，并输出至输卤渠；（4）将提钾后的卤水尾液注入注气井中的盐湖矿层，并到达盐层，形成新的含钾卤水；（5）重复步骤（2）-（4），即完成一个循环。 

上述专利中的方法虽然能够实现深层卤水的提取，但是该方法需要引入高压空气实现对晶间卤水的压力驱动，实施手段复杂、具有较高的危险性和能耗，并且易对盐层结构造成破坏；此外，输卤管道注入的卤水尾液在空气压力驱动下的流动速度太快，导致晶间卤水及低品位钾矿无法被充分溶解和开采利用。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法，本发明的开采方法能够充分溶解低品位钾矿，并且能在保证地层结构不受破坏的前提下实现对深部孔隙卤水的最大限开采。 

本发明的技术方案为：一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法包括以下步骤： 

1）输卤准备步骤　在所需开采矿层上开挖两口以上的输卤井和一条采卤渠，每口输卤井内分别设有溶剂注入管道；所述采卤渠位于输卤井下方，[U1] 采卤渠内设有一条输卤管道，输卤管道的两端也分别通向位于地表的采卤池；采卤渠中还设有两个以上的采卤泵，每个采卤泵均与采卤渠中的输卤管道相连接；

2）溶剂注入步骤　往输卤井的溶剂注入管道中注入溶剂，溶剂渗透入采矿层中，溶剂驱动盐层中的空隙卤水流动，低品位固体钾矿以及杂卤石矿充分溶解后，溶剂形成开采卤水并汇集于输卤井下方的采卤渠中；

3）开采承压卤水步骤　在上述过程中，由于渗透压的作用，位于采卤渠下方的承压卤水汇集于采卤渠中的开采卤水，被同时开采；

4）卤水收集步骤　采卤渠中的开采卤水由采卤泵通过输卤管道抽出，收集于输卤管道两端的采卤池中；

5）提钾步骤　所述采卤池中收集的开采卤水经提钾后，得到卤水尾液；将[U2] 化学成分进行分析之后，重新配制成溶剂并将其通过输卤井内的溶剂注入管道注入所需的采矿层，继续进行深部空隙卤水及低品位固体钾矿的开采；

6）重复步骤2）到步骤5），循环进行深部空隙卤水及低品位固体钾矿的开采。

本发明一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法与现有技术相比较有如下有益效果：在本发明步骤2）中，往输卤井的溶剂注入管道中注入溶剂到开采矿层中，由于溶剂的溶解和压迫作用，溶剂将在矿层中兼具横向和纵向两个方向的流向，从而溶剂驱动盐层中孔隙卤水的流动，并对低品位固体钾矿以及杂卤石矿充分溶解；混合了空隙卤水并溶解有固体钾矿以及杂卤石矿的溶剂形成开采卤水，最终汇集于采卤渠中；同时，位于矿层深部的承压卤水也可以同时汇入采卤渠中，从而实现对深部承压卤水的开采。