[发明专利]从高原碳酸盐型卤水中制备硼砂矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳酸盐型卤水的开发利用方法，尤其涉及一种从高原碳酸盐型卤水中制备硼砂矿的方法。

背景技术

开发西藏地区盐湖资源最困难的是无法在湖区建设化学加工厂，而且，距离具备工业加工能力的地方遥远，因此，只能在湖区获取高品位矿物后运出加工，其核心就是要利用当地自然环境通过修建盐田来得到系列盐田矿物。

西藏富硼锂盐湖主要有碳酸盐型和硫酸盐型两大类。前期，针对硫酸盐型富硼锂盐湖的开发，提出了冷冻除硝-蒸发析钾-稀释成盐析硼-蒸发析锂的主体工艺。而对碳酸盐型富硼锂盐湖的开发，面临的问题是由于碳酸锂的溶解度性质，难于将碳酸锂富集到较高浓度，扎布耶开发的工艺是利用冷冻除硝-蒸发富集锂-利用太阳池升温析碳酸锂的工艺，该工艺实现了全清洁生产，得到了较好的碳酸锂矿物，但卤水中锂离子富集程度较低，限制了锂析出的收率；太阳池操作繁琐，生产周期长；除锂外其它资源均未得到利用。借助结则茶卡(碳酸盐型)和龙木错(硫酸盐型)两湖就近(直线距离约70km)的地理位置，开发的利用碳酸盐型和硫酸盐型两种富硼锂盐湖卤水耦合工艺，可以解决硫酸盐型盐湖镁/锂比高、碳酸盐型盐湖锂难于富集的问题，并将锂富集到较高浓度，但一方面，具有这种难得环境条件的两种盐湖数量毕竟有限；另一方面，两种盐湖耦合开发时消耗大量碳酸根，并产生较大量的碳酸镁，导致碳酸盐型盐湖中能提供生产碳酸锂的碳酸根不一定充足，对盐湖资源的稳定生产造成一定影响。因此，尽量仅利用碳酸盐型硼锂盐湖中自身的元素，实现循环式生产，并摆脱对其它资源的依赖，是西藏高原碳酸盐型盐湖资源开发的极好途径。

发明内容

为此，本发明提供一种从高原碳酸盐型卤水中制备硼砂矿的方法。

一种从高原碳酸盐型卤水中制备硼砂矿的方法，其包括步骤：

第一步，碳酸盐型原始卤水A在秋季之前，进行蒸发浓缩，并根据环境条件的变化，不断向蒸发浓缩卤水中导入淡水或稀卤水以调节锂离子浓度，使得锂离子不以矿物形式析出，当卤水中锂离子浓度达到1.2g/L～1.8g/L时，将卤水导入深度大于或等于2m的深池盐田中继续蒸发浓缩，；

第二步，随着季节转入高原地区的冬季，环境温度为-15℃～-5℃时，大量十水芒硝优先析出，随着温度继续降低和结晶水的析出，硼砂、氯化钠、氯化钾也以含水盐或简单盐的形式析出，在此情况下，卤水中锂离子浓度迅速上升，以卤水中硫酸根离子浓度为控制指标，当硫酸根离子的浓度降低到4g/L～7g/L时，卤水中锂离子浓度迅速上升至2.6g/L～3.5g/L，固液分离后得到富锂碳酸盐卤水B和芒硝矿；

第三步，将第二步得到的富锂碳酸盐卤水B导入升温系统中升温至20℃～60℃，析出第一批碳酸锂精矿，待卤水中锂浓度降至1g/L～2g/L时固液分离得到第一批碳酸锂精矿和卤水C；

第四步，将卤水C在-20℃以下的温度下继续冷冻析出以碳酸钠和硼砂为主的混合盐I，碳酸根浓度降低到15g/L以下时，锂离子浓度升至2g/L以上时，进行固液分离得到混合盐I和卤水D；

第五步，将第四步得到的混合盐I和淡水或稀卤水进行混合，使得所述混合盐I中的可溶物充分溶解后固液分离，得到的不溶物为硼砂矿，该硼砂矿中B₂O₃含量大于22％。

优选地，所述第五步中，所述淡水或稀卤水的加入量为所述混合盐I质量的30％～100％。

优选地，所述第一步中，当卤水中锂离子浓度接近1.5g/L时，将卤水导入所述深度大于或等于2m的深池盐田中继续蒸发浓缩。

优选地，所述第一步中，当季节处于秋季时，环境温度较高，卤水最低温度在5℃以上时，将锂离子浓度控制在接近1.2g/L(1.2g/L～1.5g/L)导入深池盐田。

优选地，所述第一步中，当季节处于秋季时，环境温度较低，卤水最低温度在0℃以下时，将锂离子浓度控制在接近1.8g/L(1.5g/L～1.8g/L)导入深池盐田。

优选地，所述第一步中，当季节转入秋季，气温开始降低时，卤水最低温度在0℃～5℃，将锂离子浓度在接近1.2g/L(1.2g/L～1.5g/L)的卤水先导入深度小于或等于0.5m的浅池盐田中继续蒸发浓缩，蒸发至卤水中锂离子浓度接近1.8g/L(1.5g/L～1.8g/L)时导入深池。