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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。