太阳池富钾机理及其在大浪滩盐湖的应用技术研究

发布时间：2017-10-08 02:35

  本文关键词：太阳池富钾机理及其在大浪滩盐湖的应用技术研究

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【摘要】：钾是极为重要的资源,我国的可溶性钾矿相对缺少,因此对有限的钾资源合理开发和有效利用非常重要。大浪滩干盐湖位于柴达木盆地西缘,由若干个小盐湖组成,干盐湖内富含丰富的钾资源和石盐沉积。但是钾资源的品位不是很高,因此利用合理的工艺提取有限的钾资源就尤为重要。青藏高原的太阳池效应极其明显,太阳池可获得的高温卤水,钾盐溶解度随温度升高而增大,因此利用太阳池可以达到富集钾盐的目的。为了开发太阳池的这一功能,与现有钾盐生产相结合将是一个重要的探索。青海大浪滩具有丰富的低品位钾矿资源,为此本研究提出了低品位钾矿利用与太阳池富钾相结合,并开展相关基础研究,具体包括溶矿富钾规律、溶矿卤水蒸发析盐(钾)规律、钾混盐热溶规律、富钾溶液的冷析规律等方面的研究,并据此提出了太阳池富钾的工艺方案。取得的成果如下：(一)在溶矿富钾规律研究中,针对大浪滩低品位钾矿,分别采用清水、饱和盐水、饱和芒硝溶液、晶间卤水为溶剂,进行溶解平衡和溶解动力学实验。考察了溶解过程中溶浸各组分的浓度和溶出率随溶剂量变化的规律；溶浸动态过程监测,考擦了卤水作溶剂的溶浸过程中各组分溶出情况随时间的变化规律。确定了开采低品位钾矿的最佳溶剂和最佳溶剂量。(二)在溶矿卤水蒸发析盐规律实验中,确定了卤水进行蒸发时,钾盐开始析出时的蒸发率。当卤水经过晒制,在蒸发率接近0.39时,可以进入太阳池,在太阳池表面就行蒸发。当含钾饱和卤水,进行常温蒸发时,确定析出的钾盐。(三)在混盐热溶规律实验中,安排了两种热溶规律实验。一、钾混盐析出后的母液在底部升温,考察升温后卤水对钾盐的溶解规律；二、卤水入池后上下组成和浓度一致,经过一段时间,底部卤水升温,表层卤水钾混盐析出,沉入底层在高温卤水中钾盐溶解,即考察钾混盐在升温后的初始卤水中的溶解规律。最后验证了将未析出钾的钾饱和液作为太阳池底部热溶的溶液是可行的,当底部为未析出钾盐的高温溶液时可以实现底层卤水富钾的目的。表层蒸发析钾后的卤水不能与底部高浓度钾液混合,否则会有盐析现象。(四)在富钾溶液的冷析规律实验中,探究了在降温过程中,溶液中离子浓度的.变化。原料是钾饱和液的热溶卤水在热溶降温后富钾析盐的效果更好。从溶解和冷析过程看,富钾液在冷却过程以析出钾盐为主,冷却母液可继续作为太阳池入料的常温钾饱和液,形成循环。(五)太阳池富钾温度-浓度-密度的分布特征表明大浪滩的卤水可以用作太阳池的溶液。(六)根据实验提出了太阳池富钾操作的双循环技术方案。
【关键词】：太阳池 盐湖 析盐规律 钾盐 溶解
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS396.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 前言11-19
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 钾资源简介11
• 1.1.2 钾肥的生产和消费情况11-13
• 1.2 钾肥生产工艺及其发展13-15
• 1.2.1 冷分解-浮选工艺13
• 1.2.2 反浮选-冷结晶工艺13-14
• 1.2.3 热溶结晶工艺14-15
• 1.3 大浪滩地质资源和钾盐的生产背景15-16
• 1.3.1 概述15
• 1.3.2 矿区地层特征15
• 1.3.3 矿床地质特征15
• 1.3.4 大浪滩钾盐的生产状况15-16
• 1.4 太阳池技术16-18
• 1.4.1 研究进展16
• 1.4.2 太阳池的应用16-18
• 1.5 研究目的和内容18-19
• 1.5.1 研究目的意义18
• 1.5.2 研究内容18-19
• 2 理论基础19-27
• 2.1 复杂盐类分离的理论基础19-24
• 2.1.1 相图基础理论19
• 2.1.2 三元体系等温蒸发过程分析19-20
• 2.1.3 四元体系等温蒸发过程分析20-22
• 2.1.4 五元体系相图基本理论22-24
• 2.2 太阳池24-27
• 2.2.1 太阳池原理24
• 2.2.2 太阳池构建方面的研究24-27
• 3 大浪滩低品位钾矿溶浸富钾规律研究27-38
• 3.1 实验目的和内容27
• 3.2 实验原料及试剂27-28
• 3.2.1 实验原料27-28
• 3.2.2 化学分析试剂28
• 3.2.3 实验溶剂28
• 3.3 实验方法与装置28-30
• 3.3.1 溶解平衡实验28
• 3.3.2 溶解过程动态监测实验28-29
• 3.3.3 化学分析方法29
• 3.3.4 溶液密度的测定29
• 3.3.5 数据处理29-30
• 3.4 实验过程30
• 3.4.1 矿样处理30
• 3.4.2 溶浸30
• 3.4.3 取样30
• 3.5 结果与讨论30-37
• 3.5.1 清水溶浸30-32
• 3.5.2 盐水溶浸32-33
• 3.5.3 硝水溶浸33-34
• 3.5.4 卤水溶浸34-35
• 3.5.5 几种溶剂的比较35-36
• 3.5.6 卤水溶浸动态规律36-37
• 3.6 本章结论37-38
• 4 卤水常温蒸发析盐(钾)规律研究38-50
• 4.1 实验目的和内容38
• 4.2 研究方法38
• 4.3 实验设备及装置38-39
• 4.3.1 实验设备38-39
• 4.3.2 实验装置39
• 4.4 卤水析钾点的测定39-45
• 4.4.1 实验原料39-40
• 4.4.2 数据处理40
• 4.4.3 结果与讨论40-45
• 4.4.4 结论45
• 4.5 钾饱和液等温蒸发析盐规律的研究45-49
• 4.5.1 实验原料45
• 4.5.2 实验过程45
• 4.5.3 结果与讨论45-49
• 4.6 结论49
• 4.7 本章结论49-50
• 5 钾混盐在卤水中的热溶规律50-62
• 5.1 实验目的和内容50
• 5.2 钾混盐在析钾母液中的热熔规律50-53
• 5.2.1 实验原料50
• 5.2.2 实验过程50
• 5.2.3 实验结果与讨论50-53
• 5.2.4 实验结论53
• 5.3 钾混盐在钾饱和液中的热熔规律53-57
• 5.3.1 实验原料53-54
• 5.3.2 实验过程54
• 5.3.3 实验结果与讨论54-57
• 5.3.4 实验结论57
• 5.4 钾混盐在钾饱和液中热溶速率的研究57-62
• 5.4.1 实验原料57-58
• 5.4.2 实验过程58
• 5.4.3 实验结果与讨论58-60
• 5.4.4 实验结论60-62
• 6 太阳阳池富钾卤水的冷却析盐(钾)规律62-72
• 6.1 实验目的和内容62
• 6.2 钾母液热溶卤水的冷析规律62-66
• 6.2.1 实验过程62
• 6.2.2 结果与讨论62-66
• 6.2.3 规律总结66
• 6.3 钾饱和液热溶卤水的冷析过程66-71
• 6.3.1 实验过程66
• 6.3.2 结果与讨论66-70
• 6.3.3 规律总结70-71
• 6.4 结论71-72
• 7 太阳池富钾温度-浓度-密度的分布特征72-79
• 7.1 实验目的和内容72
• 7.2 实验原料72
• 7.3 实验结果与讨论72-78
• 7.4 实验结论78-79
• 8 太阳池富钾规律应用的技术方案79-80
• 9 结论80-81
• 10 展望81-82
• 11 参考文献82-87
• 12 攻读硕士学位期间发表论文情况87-88
• 13 致谢88

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本文编号：991536