青藏高原碳酸盐型锂盐湖开发技术

 中国的盐湖锂资源十分丰富,并且盐湖类型齐全;锂是对国民经济和国家安全有重要意义的能源金属,近年来随着国际社会对新能源的高度重视,国内外锂盐行业发展十分迅猛,锂盐湖的开发也迎来了新的机遇。综述了中国青藏高原碳酸盐型锂盐湖的分布、卤水特点和重要碳酸盐型锂盐湖产业化状况,详细阐述了盐梯度太阳池技术和兑卤法技术,及其在中国青藏高原碳酸盐型锂盐湖中的应用情况。中国碳酸盐型锂盐湖具有镁锂比低、工艺技术相对简单的特点,通过这两种技术的有机结合,该类型盐湖有望在开发过程中率先实现重大突破。     

海卤水资源综合利用研究

<正>海卤水资源(海水淡化浓排水、盐湖卤水、油气田水和地下井卤)是我国优势资源,也是我国的战略资源,我国卤水资源储量巨大,卤水化学资源与生物资源极为丰富.如:①海水淡化浓排水.近年,我国日晒海盐的产量近4000万吨,但随着沿海地区的开发开放,我国日晒海盐生产的滩涂逐渐被占用为其他用地,盐场制卤面积的不断缩小,使制盐行业受到巨大冲击.在制卤面积减少近半的同时保证原盐产量以供下游化工产业需求、大力发展海水淡化项目后将浓盐水合理利用已经成为海水淡化产业链迫切需要     

高原富锂水盐体系相平衡及热力学性质研究进展

 中国西部高海拔青藏高原腹地拥有众多盐湖,这些盐湖以富含锂而闻名世界。其卤水组成可用Li⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-,CO₂^3-,borate-H₂O表示。开展多组分复杂盐湖卤水体系相平衡及热力学性质研究,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律及化学行为的揭示具有重要意义,而且对于盐湖卤水盐类资源综合利用具有指导意义。本文重点归纳总结了国内外高原富锂水盐体系的稳定相平衡、介稳相平衡及热力学性质的研究进展,指出了含锂水盐体系相平衡及热力学性质研究存在的问题及未来研究发展方向。     

西藏扎布耶盐湖卤水273 K等温蒸发实验

 西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K 等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K 等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na⁺、K⁺//Cl^-、CO₂^-3、SO₂^-4-H₂O五元水盐体系298 K 相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66 倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。     

盐湖卤水提锂技术及产业化发展

 据美国地质调查局2020年最新统计，已查明的世界锂资源量为8000万t，其中59%锂资源分布在盐湖中，寻找不同类型盐湖的提锂技术亟待解决。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子赋存特征，综述了沉淀法、膜法、萃取法、盐梯度太阳池法、吸附法等盐湖提锂技术发展现状，总结了锂资源生产流程，探讨了各种方法对不同镁锂比盐湖的适应性及优势。研究发现，盐湖提锂不能按照单一方法进行，要根据不同盐湖赋存类型进行提锂工艺的选择。沉淀法已经在低镁锂比盐湖中经过工业化生产验证；吸附法是目前在高镁锂比盐湖中综合效果最为理想的提锂技术，其吸附容量高、一步直接提锂、循环性能高、稳定性强；天然矿物改性吸附法是未来盐湖提锂产业化应重点关注的方向。     

西藏地区盐湖锂的地球化学分布规律

通过统计西藏高原盐湖镁离子及锂离子质量浓度的水化学数据和镁锂离子质量浓度比值,绘制出西藏地区盐湖卤水锂离子质量浓度分布等值线图和镁锂离子质量浓度比值分布图,分析了西藏地区盐湖锂资源品位及品质在空间上的分布规律以及盐湖锂资源富集与其所处地质环境的关系。分析表明:西藏地区盐湖锂资源的分布呈现分带性特征,盐湖锂离子质量浓度可能受构造带的控制,碳酸盐型盐湖带的盐湖卤水镁锂离子质量浓度比值最低,高品质低镁锂比卤水盐湖和低镁锂比卤水盐湖集中分布在碳酸盐型盐湖带-硫酸盐型盐湖带过渡区内。     

盐湖卤水提锂进展研究

介绍了世界锂资源的分布状况和目前盐湖卤水的主要提锂方法,重点介绍了沉淀法、离子筛法的工艺技术和工业化情况,并对中国盐湖锂资源的开发现状及技术发展方向进行了分析,希望能够为中国盐湖卤水锂资源开发提供参考。     

西藏盐湖的钾盐资源

 西藏盐湖赋存锂、硼、钾等特种资源及普通盐类。综述了西藏盐湖调查历史,对已勘查盐湖的钾盐资源储量和已详细取样调查盐湖的钾盐资源量分别进行了汇总与估算,阐述了盐湖成矿物质来源及西藏盐湖钾盐资源远景。西藏盐湖钾盐资源以中小型为主,钾含量较高但规模较小,而其伴生矿锂、硼的矿床规模大,建议三者综合开采,以取得最大效益。     

图片新闻

正以锂资源为基础的锂电新能源产业快速发展,使世界锂资源的需求不断增长,全球范围内锂矿的勘查和锂提取保持持续的活跃态势。锂资源可大致分为固态矿石资源和液态锂资源(包括盐湖卤水型、深部卤水型、油田水型)。近年来研究发现,中国青藏高原南部部分高温地热田地热水中锂品位接近甚至超过盐湖卤水锂矿边界品味。     

封面图片说明

 以锂资源为基础的锂电新能源产业快速发展，使世界锂资源的需求不断增长，全球范围内锂矿的勘查和锂提取保持持续的活跃态势。锂资源可大致分为固态矿石资源和液态锂资源（包括盐湖卤水型、深部卤水型、油田水型）.近年来研究发现，中国青藏高原南部部分高温地热田地热水中锂品位接近甚至超过盐湖卤水锂矿边界品味。     

盐湖锂资源直接提取及精制加工技术

我国盐湖锂资源丰富,但开发的理论基础和技术关键均没有实质性突破,高镁锂比卤水中锂的直接提取技术的突破是我国盐湖锂资源开发的急迫需求。该课题以国家战略需求为导向,着眼于解决国际上高Mg/Li比盐湖卤水提锂的关键技术问题,符合国家中长期科技发展纲要的要求。通过该课题研究,将提高盐湖锂资源提取技术集成创新能力,实现盐湖资源平衡综合开发和利用,促进盐湖地区资源优势转化为经济优势,构建盐湖卤水综合利用的新型产业链。主要研究内容包括:(1)分离用锂离子筛功能材料设计与制备:设计制备对Li+具有特殊选择性和高交换容量的离子筛型吸附剂,研究Mg/Li比与其他共存离子对提锂性能的影响,揭示离子筛氧化物结构与其反应分离性能之间的内在规律。(2)盐湖锂离子快速识别络合吸附材料合成及制备:采用传感信号响应技术,设计并快速筛选高选择性锂离子受体,创制新型络合吸附分离材料,探讨材料构性等对锂离子的分离性能,提出最优化的分离材料设计方案,研究络合吸附材料微观结构与锂离子吸附性能的关系。(3)盐湖高锂选择性复合吸附材料合成与优化:发展以分子模拟技术为指导、高锂选择性为导向的新型复合吸附材料设计方法,实现以氢氧化物为改性吸附剂的可控合成,确定合成工艺中优化的改性吸附剂浓度,并优化合成工艺参数。(4)吸附功能材料规模化制备关键技术:冷模研究规模化制备吸附材料合成釜中流体流动特性,结合CFD确定合成釜放大关键参数和放大准则;研究成型工艺,考察在吸附-脱附过程中的稳定性;批量制备吸附剂。(5)卤水直接提锂工艺及示范装置:确定吸附-脱附最佳工艺流程和参数;建立提锂过程模型,通过模拟和分析确定最优工艺参数;开发新型Li Cl分离技术工艺软件包;建设100 t/a氯化锂提取装置,并进行示范运行。(6)Li2CO3精制加工关键技术研究:针对不同的卤水组成,开发相应的除杂富锂关键技术,获得初级碳酸锂产品,并进一步精制加工,最终形成适应我国盐湖资源特点的高纯碳酸锂和电池级碳酸锂产品制备成套技术。预期目标:(1)建立100 t级Li Cl提锂示范装置。锂的收率≥85%,Li Cl纯度≥99%;(2)申请相关发明专利8~10项;发表高水平论文10~15篇;(3)培养博士研究生8~10名,硕士研究生12~15名,形成1个专门从事盐湖资源开发利用的创新团队。     

盐湖与盐沉积学术探秘

 中国工程院院士郑绵平1956 年毕业于南京大学地质系,多年来一直致力于中国盐湖和盐类沉积研究.他的研究涵盖了盐湖地质、盐湖化学、盐湖生物学、盐湖沉积与全球气候变化、盐湖卤水锂-硼-钾提取和中和利用技术、大盐湖产业(盐湖矿业、盐湖农业和盐湖旅游业)开发等多个盐湖相关学科领域与资源高值化利用.在对盐湖整体综合研究的基础上,从盐科学体系出发,创立了Salinology(盐湖学/盐学)这门边缘交叉新学科.     

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

 据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。     

2013-04 封面图片说明——盐梯度太阳池提锂技术与扎布耶盐湖锂资源开发

 扎布耶盐湖卤水类型为碳酸盐型,其中的碳酸锂易在各阶段分散析出,这样极不利于高品位锂盐的产业化开发.在中国工程院院士郑绵平提出的盐湖学理论指导下,基于“艰苦奋斗、因地制宜、就地取材、扬长避短”思路,针对西藏高原矿物燃料缺乏、交通不便、高寒缺氧和经济技术落后等条件,郑绵平研究团队经过长期探索,找到一条适合碳酸盐型锂盐湖开发的工艺技术路线,创立了具有独立知识产权的“盐梯度太阳池”提锂技术.     

锂的来源及应用

从锂提取的角度,简述了锂矿石、盐湖卤水、海水、地热水及煤与锂电池等含锂资源的开发情况,并简述了锂及其化合物的用途,最后对提锂技术和锂的应用前景进行了展望。     

青海盐湖资源综合利用与可持续发展战略

 青海是中国西部边疆的大后方,柴达木盆地拥有丰富的盐湖资源,钾盐、氯化锂、硼的资源储量分别占全国的85%、80%和25%,是中国西部开发和经济发展的重要战略资源基地。2012年,中国生产氯化钾约642万t^[1],青海柴达木盆地钾肥生产（以氯化钾计）约570万t,约占全国钾肥产量的88%。柴达木盐湖资源的综合开发利用,不仅可持续保障中国大农业的稳定发展,也必将成为中国经济发展新的增长点,在国家“一带一路”战略布局中具有重大意义。     

西藏盐湖生物与生态资源及其开发利用

 以科研团队多年工作成果为基础,对藏北209个湖泊进行面积、盐度分类,结合藏北的生态特征和生态需求,阐述了可开展西藏盐湖卤虫生态修复的湖泊水域资源潜力,发展盐湖农业的优势与意义,以及盐湖水系生物资源开发的生态保护原则。阐述了西藏湖泊水域的浮游植物、浮游动物、大型水生植物的物种资源及其分布特征,以及硅藻、卤虫、盐藻、水木耳（念珠藻）、轮藻、细叶眼子菜的资源及其科学与经济价值。阐述了西藏盐湖生态修复的生态意义和藏北高原盐湖卤虫生态修复的经济重要性,并从产业发展角度分析西藏拟溞、盐藻等的资源现状及其开发利用,提出以冷水鱼为特色产业的水域资源优势与发展前景。     

结则茶卡不同蒸发阶段卤水冷冻实验研究

以西藏高原结则茶卡湖水为研究对象,探索了不同温度下卤水冷冻析盐规律.实验结果表明,随冷冻温度的降低液相中不同离子的浓度变化不同:低密度卤水中除24SO-外的离子都被富集;而高密度卤水冷冻后24SO-、23CO-、B2O3浓度降低明显.密度低于1.228,g/cm3的卤水冷冻后,芒硝(Na2SO4·10H2O)析出,但泡碱(Na2CO3·10H2O)没有析出;密度高于1.228,g/cm3的卤水冷冻后芒硝、泡碱都析出.因此,可以用冷冻方法使芒硝、泡碱分开析出获取富锂卤水,即选取密度在1.228,g/cm3左右的卤水冷冻去除芒硝,去除芒硝后卤水进一步浓缩,再次冷冻后去除泡碱,则余卤可以作为提锂原料.冷冻实验结果对碳酸盐型盐湖卤水浓缩过程控制具有一定的参考价值.     

青海盐湖水化学特征的因子分析研究

采用最大方差正交旋转因子分析方法研究青海盐湖水化学特征，结果表明，青海盐湖水化学类型主要为硫酸镁盐型，盐湖卤水发育程度较深，没有碳酸盐型，K、Na、Mg//Cl、SO4-H2O是青海盐湖卤水的主要化学平衡体系等，这与青海盐湖的实际情况完全相符。     

盐湖农业与盐碱农业

 全球盐湖、盐碱地广泛分布,我国西部内陆盐湖和东部滨海盐水域和盐碱地总面积约达1.06亿hm²,既是重要盐类资源,也是值得引起重视的土地资源,随着"盐湖农业与盐碱农业"观念和养殖技术的不断发展,将传统农业由淡土耕地向盐土耕地扩展,可改善盐区环境、对世界人口膨胀、农产品不足等问题,为人类的食物供应获得更为广阔的来源.