黑北凹地富钾地下卤水自然蒸发实验研究

摘要

黑北凹地位于阿尔金山山前,其富钾地下卤水储量巨大,该卤水以钠、氯含量占绝对优势.富钾地下卤水化学组成简单,易于提取,具有很好的开发利用价值.以该富钾卤水为研究对象,在现场进行了自然蒸发实验.通过实验发现,卤水经过较长的石盐(NaCl)析出阶段后,分别达到光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)和水氯镁石(MgCl2·6H2O)析出阶段,最后蒸干于南极石阶段,其析盐顺序为石盐—光卤石—水氯镁石—南极石;其中钾只以光卤石矿物析出,且析出阶段比较集中,在整个蒸发过程中氧化硼(B2O3)和锂则都在卤水中浓缩富集,没有析出.根据卤水蒸发过程中的析盐规律,其与K+,Na+,Mg2+∥Cl--H2O(25℃)介稳相图相符,蒸发过程中的体系变化趋势为液相体系点在石盐相区逐渐向远离石盐相点的方向移动,到达石盐与钾石盐共饱线后沿此线向石盐、钾石盐、光卤石共饱点移动,后沿石盐、光卤石共饱线移动,最终蒸干于石盐、光卤石、水氯镁石共饱点.经过对整个蒸发过程中卤水pH及密度的变化规律进行分析,指出可以通过pH及密度的变化来控制卤水的制卤过程.通过该蒸发实验研究,将为黑北凹地地下卤水的提钾工艺实验和后期开发提供科学依据.