西台吉乃尔盐湖盐田与模拟蒸发过程卤水钾、锂的损失研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0584

摘要/Abstract

摘要：

目前，西台吉乃尔盐湖的基本生产工艺路线是卤水经过盐田蒸发进行自然浓缩，然后利用钾盐结晶阶段析出的钾混盐、光卤石及蒸发后期残留的富锂老卤加工生产钾、锂产品，但收率均不高。通过盐田固-液相定点取样观测和模拟蒸发实验的设计，对西台吉乃尔盐湖卤水蒸发过程中钾锂损失的情况进行对比研究。结果表明，卤水中钾在富集达20 g/L时开始析出钾混盐矿，锂则在此过程中不断富集，由0.19 g/L浓缩至2.12 g/L，蒸发实验结果基本符合盐田实际生产情况。根据实验结果估算盐田中不同阶段的钾、锂损失，得出钠盐田中钾损失率约为12.3%，钾盐田中钾总回收率约为84.4%；锂在钠盐阶段损失率约为6.50%，在钾混盐阶段损失率约为11.59%，在光卤石阶段损失率约为6.21%，在老卤阶段损失率约为6.44%，锂在盐田系统中总损失率约为30.74%，其中在钾混盐结晶阶段锂损失量最大。

关键词: 西台吉乃尔盐湖, 盐田系统, 蒸发实验, 钾、锂损失

Abstract:

At present，the basic production process route of West Taijinar Salt Lake is that brine is naturally concentrated by evaporation in the salt field，and potassium and lithium products are produced by using potassium mixed salt，carnallite and residual lithium-rich old brine in the later stage of evaporation，but the yield is not high.The loss of potassium and lithium in the evaporation process of West Taijinar Salt Lake brine was compared and studied by on-site solid-liquid phase sampling observation and simulated evaporation experiment.The results showed that the potassium in the brine was enriched to more than 20 g/L，and the potassium mixed salt ore began to precipitate.Lithium was continuously enriched in this process，from 0.19 g/L to 2.12 g/L.The evaporation experiment results were basically in line with the actual production of the salt field.According to the experimental results，the loss of potassium and lithium in different stages of salt field was estimated.The loss rate of potassium in sodium salt field was about 12.3%，and the total recovery rate of potassium in potassium salt field was 84.4%.The loss rate of lithium was about 6.50% in the sodium salt stage，11.59% in the potassium mixed salt stage，6.21% in the carnallite stage，and 6.44% in the old brine stage.The total loss rate in the salt field system was about 30.74%，and the lithium loss in the potassium salt crystallization stage was the largest.

Key words: West Taijinar Salt Lake, salt field system, evaporation experiments, potassium lithium loss

中图分类号:

TS396.5

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图/表 11

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图2

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样品编号	相对密度	pH	质量浓度/（g·L^-1）								总质量浓度/ （g·L^-1）
样品编号	相对密度	pH	Li⁺	Na⁺	K⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	Cl^-	SO₄^2-	B₄O₇^2-	总质量浓度/ （g·L^-1）
N5-1	1.228	7.3	0.2	89.9	6.45	19.80	0.414	180.69	24.3	1.33	323.1
N5-2	1.229	7.2	0.19	89.6	6.44	20.07	0.312	187.51	25.1	1.38	330.6
N5-3	1.233	7.2	0.21	84.9	7.28	22.41	0.293	178.09	28.9	1.36	323.5
N6-1	1.245	7.0	0.32	93.4	9.90	31.68	0.249	210.69	42.3	2.19	390.7
N6-2	1.257	6.8	0.30	62.0	12.54	41.58	0.212	190.69	55.2	2.52	365.1
N6-3	1.269	6.7	0.45	52.0	14.74	49.68	0.2	188.30	60.0	3.16	368.6
N8-1	1.256	6.8	0.39	56.2	13.75	46.80	0.208	195.01	56.4	3.19	372.0
N8-2	1.263	6.7	0.40	47.7	15.51	52.38	0.211	195.59	57.9	3.25	373.0
N8-3	1.280	6.4	0.52	33.1	19.47	68.22	0.495	218.34	65.1	4.50	409.8
K-1	1.303	5.9	0.73	12.8	19.25	92.70	0.126	262.29	49.8	6.04	443.8
K-2	1.308	5.8	0.83	17.6	19.14	94.50	0.186	280.59	48.6	5.73	467.3
G-1	1.321	5.3	1.03	4.54	3.22	116.1	0.117	311.40	36.3	8.69	481.5
G-2	1.321	5.3	1.14	7.46	3.77	121.5	0.196	344.65	38.1	8.90	525.8
L10-1	1.378	4.8	1.99	1.99	1.37	135.9	0.141	365.64	29.5	14.26	551.0
L10-2	1.356	4.8	2.64	1.38	0.79	136.8	0.134	362.51	32.7	19.16	556.3
L3-1	1.340	5.1	2.31	1.06	0.67	134.1	0.224	355.84	34.5	17.39	546.3
L4-2	1.365	4.9	3.89	1.20	0.63	143.1	0.143	373.34	36.0	29.67	588.2

样品编号	w（Li⁺）	w（Na⁺）	w（K⁺）	w（Mg²⁺）	w（Ca²⁺）	w（Cl^-）	w（SO₄^2-）	w（B₄O₇^2-）	水溶合量
N5-1	0.001 45	38.9	0.10	0.19	0.010 6	59.95	0.25	0.00	99.39
N5-2	0.001 49	37.5	0.09	0.20	0.005 8	57.97	0.27	0.00	96.05
N5-3	0.002 27	38.6	0.13	0.33	0.000 1	59.55	0.47	0.00	99.08
N6-1	0.003 27	36.9	0.19	0.48	0.006 0	58.34	0.71	0.00	96.61
N6-2	0.004 31	36.3	0.23	0.63	0.044 8	57.34	0.85	0.00	95.40
N6-3	0.003 73	36.9	0.23	0.53	0.022 9	57.84	0.71	0.00	96.24
N8-1	0.006 20	34.3	0.40	0.94	0.012 6	54.25	1.13	0.00	91.05
N8-2	0.005 01	35.8	0.32	0.72	0.013 0	56.95	0.83	0.00	94.63
N8-3	0.005 52	29.4	0.25	2.40	0.043 2	48.78	6.48	0.00	87.36
K-1	0.015 60	3.84	9.72	10.6	0.015 1	30.08	22.07	0.02	76.37
K-2	0.020 70	9.3	9.82	7.14	0.005 1	30.63	18.98	0.04	75.93
G-1	0.025 60	3.20	5.68	13.6	0.006 7	39.82	12.93	0.06	75.32
G-2	0.029 20	2.09	6.37	15.1	0.012 6	42.29	15.05	0.09	81.03
L10-1	0.054 50	0.00	0.16	16.7	0.013 9	48.33	1.63	0.19	67.10
L10-2	0.053 20	1.07	0.64	15.7	0.008 4	47.38	1.05	0.20	66.11
L3-1	0.063 00	0.00	0.03	17.4	0.000 1	49.33	1.30	0.26	68.39
L4-2	0.104 00	0.00	0.00	16.7	0.017 9	48.46	0.89	0.49	66.67

样品编号	相对密度	pH	质量浓度/（g·L^-1）								离子总质量浓度/（g·L^-1）	相图指数/%
样品编号	相对密度	pH	Li⁺	Na⁺	K⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	Cl^-	SO₄^2-	B₄O₇^2-	离子总质量浓度/（g·L^-1）	2K⁺	Mg²⁺	SO₄^2-
L0	1.211	7.3	0.19	95.85	7.65	21.01	0.61	205.2	13.38	0.80	344.73	8.88	78.47	12.65
L1	1.229	6.9	0.29	75.80	12.54	29.88	0.59	196.5	23.79	2.01	341.43	9.80	75.08	15.13
L2	1.248	6.5	0.45	48.70	18.48	47.52	0.34	208.7	36.30	3.32	363.81	9.20	76.09	14.71
L3	1.289	6.1	0.66	22.80	28.16	73.71	0.23	231.3	56.10	5.41	418.38	9.06	76.26	14.69
L4	1.319	5.6	0.96	9.31	20.02	92.70	0.11	250.4	66.00	8.07	447.62	5.38	80.17	14.44
L5	1.316	5.6	1.15	7.50	13.09	92.70	0.10	253.9	56.70	9.01	434.16	3.66	83.43	12.91
L6	1.325	5.4	1.39	4.43	5.23	103.5	0.06	274.8	46.80	11.5	447.70	1.39	88.49	10.12
L7	1.337	5.2	1.53	4.60	2.90	111.6	0.06	297.4	47.40	13.2	478.72	0.73	89.64	9.63
L8	1.366	5.0	1.73	1.13	0.61	121.5	0.04	320.0	46.80	14.2	506.03	0.14	90.99	8.87
L9	1.370	5.0	1.85	1.14	0.71	124.2	0.05	328.7	45.60	14.8	517.09	0.16	91.35	8.49
L10	1.367	5.0	1.82	0.64	0.35	118.8	0.02	323.5	36.90	15.4	497.38	0.09	92.63	7.28
L11	1.364	4.9	2.12	2.04	1.01	127.8	0.01	347.8	37.20	17.4	535.38	0.23	92.93	6.84
L12	1.365	4.7	2.01	1.21	0.43	125.1	0.01	347.8	34.20	17.2	527.88	0.10	93.44	6.46

样品编号	质量分数/%									配矿分数/%				固相总质量/（kg）
样品编号	Li⁺	Na⁺	K⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	Cl^-	SO₄^2-	B₄O₇^2-	水溶合量	NaCl	KCl	MgSO₄	MgCl₂	固相总质量/（kg）
S1	0.002	38.29	0.15	0.24	0.11	59.00	0.40	0.00	98.19	97.34	0.00	0.19	0.00	7.62
S2	0.002	37.26	0.30	0.61	0.51	58.11	1.64	0.00	98.43	94.71	0.56	0.52	1.98	2.89
S3	0.019	32.71	1.20	2.83	0.29	58.07	2.41	0.02	97.55	83.16	2.29	2.16	9.37	1.54
S4	0.033	14.95	8.04	10.10	0.17	52.91	8.19	0.10	94.49	37.99	15.33	9.75	31.83	1.76
S5	0.033	2.04	6.57	12.60	0.02	36.51	13.14	0.12	71.03	5.19	12.53	16.40	36.36	0.91
S6	0.043	3.67	6.69	15.20	0.03	42.00	18.18	0.17	85.99	9.32	12.76	22.68	41.58	0.67
S7	0.065	3.68	4.71	13.60	0.06	40.00	14.43	0.32	76.86	9.34	8.98	17.90	39.10	0.15
S8	0.066	3.67	3.83	13.10	0.04	38.90	11.61	0.32	71.53	9.32	7.30	14.44	39.88	0.13
S9	0.074	1.13	0.31	16.30	0.02	46.06	4.05	0.40	68.35	2.86	0.59	5.00	59.87	0.19
S10	0.060	0.57	0.16	17.40	0.01	48.00	3.96	0.37	70.53	1.45	0.30	4.93	64.23	0.27
S11	0.089	0.00	0.02	15.30	0.00	40.59	5.79	0.47	62.26	0.00	0.03	7.24	54.18	0.21

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