扎布耶盐湖开发

1 扎布耶盐湖资源开发进展 乜贞 2 目录一 扎布耶盐湖简介二 扎布耶盐湖科研过程三 扎布耶盐湖开发工艺的定型四 扎布耶盐湖的产业化五 扎布耶开发提高方向 3 扎布耶湖位于西藏日喀则地区仲巴县北端 自然地理区划属阿里干旱草原 距拉萨1050km 一 扎布耶盐湖简介 3 Lhasa Beijing Zabuye 4 扎布耶盐湖湖面海拔4422m 湖区面积247km2 5 扎布耶盐湖分南 北两个湖 北湖为卤水湖 面积98km2 卤水最深处约2m 南湖为半干盐湖 分为盐滩和卤水湖两部分 卤水湖面积45km2 卤水最深处约0 6m 一 扎布耶盐湖简介 6 扎布耶盐湖资源丰富 其中 碳酸锂储量184万吨 达到超大型规模 氯化钾储量1600多万吨 达到中型规模 B2O3储量1000多万吨 达到超大型规模 另外 扎布耶盐湖还含有铷 铯 溴等多种无机盐资源和多种盐湖生物资源 具有很好的开发价值 一 扎布耶盐湖简介 7 一 扎布耶盐湖简介 表1 国外主要锂盐湖卤水的化学组成 8 一 扎布耶盐湖简介 表2 国内主要锂盐湖卤水的化学组成 9 扎布耶盐湖的开发首先从锂开始 扎布耶盐湖卤水中锂浓度很高 几乎达到饱和 其卤水锂浓度几乎仅次于智利阿塔卡马盐湖 扎布耶盐湖卤水类型为碳酸盐型 可以由卤水直接获得碳酸锂产品 一 扎布耶盐湖简介 10 但是 扎布耶盐湖卤水体系的优点同时又是它的难点 它是一低温条件下的八元体系 Na K Li Cl SO4 CO3 HCO3 B4O7 H2O 十分复杂 目前还无法用常规的相图方法来指导盐田作业 同时 在碳酸盐型卤水中Li浓度不易富集 易在卤水蒸发的各个阶段分散析出 一 扎布耶盐湖简介 11 扎布耶盐湖在1962年和1974年曾进行过硼砂和石盐的调查 但是真正的研究从1982年开始 在郑绵平院士亲自指导下 并带领一批科技人员对扎布耶盐湖先后进行了地质调查 建气象水文观测站和资源评价工作 开展了卤水提取实验 针对西藏特殊地理 经济技术条件 提出了提锂工艺 二 扎布耶盐湖科研过程 12 1983年郑绵平院士首次在扎布耶盐湖发现了新矿物天然碳酸锂晶体 扎布耶石 证实了扎布耶盐湖卤水可以自然沉积碳酸锂 这在锂资源的研究和开发方面具有深远的意义 二 扎布耶盐湖科研过程 13 从1982年开始 对扎布耶盐湖卤水开展以沉淀法 碳化法和TiO2离子交换法等多种方法提锂试验 但均因成本较高而未能开展中试 二 扎布耶盐湖科研过程 14 1990年 中国地质科学院盐湖中心在扎布耶盐湖建立了盐湖科学长观站 取得了连续的气象 水文及卤水天然蒸发等基础科学数据 掌握了扎布耶盐湖全年气象和水盐动态变化规律 二 扎布耶盐湖科研过程 15 二 扎布耶盐湖科研过程 扎布耶南北湖水位变化曲线 16 17 从1995年开始 进行盐田工艺试验 通过盐田和碳酸锂粗矿加工提纯试验 提出了 冷冻 日晒 获得5 锂混盐 淡水擦洗 碳化获得99 26 碳酸锂产品 工艺路线 二 扎布耶盐湖科研过程 扎布耶盐湖卤水晒制过程分析 二 扎布耶盐湖科研过程 19 二 扎布耶盐湖科研过程 碳酸锂试验 锂精矿试验 擦洗 项目于2000年3月31日 4月1日在北京通过评审 验收 评审专家认为 该项研究从盐田工艺 擦洗富集 碳化法生产碳酸锂提出了整套工艺技术 这些一系列研究不同阶段技术方法的优选组合所形成的一整套工艺技术简单易行 经济合理 符合扎布耶盐湖特征和区域自然经济条件的实际 具有较强的创新性 在碳酸盐盐湖矿床卤水开发锂盐研究中达到国际领先水平 二 扎布耶盐湖科研过程 以该技术方法为主线 于1996年开始实施了国家计委科技攻关项目 西藏扎布耶盐湖Li B K综合开发扩大试验研究 21 扎布耶盐湖主要矿物在淡水中的溶解度 g l 二 扎布耶盐湖科研过程 卤水沉锂温度对Li2CO3品位的影响关系 卤水沉锂温度对Li2CO3析出率的影响关系 Li2CO3的析出率在20 以下受温度的影响较小 在25 以上时受温度的影响较大 而在40 以上时 析出率及产品品位均表现优良 二 扎布耶盐湖科研过程 塑膜结晶池结构图 塑膜积温法制备Li2CO3混盐试验 以塑膜结晶池替换了盐田结晶 24 根据碳酸锂的反温度效应 在扎布耶盐湖采用塑棚结构 进行了优化试验 在5 25的塑棚中获得了Li2CO3品位16 45 的混盐 二 扎布耶盐湖科研过程 通过大面积的盐田工艺试验研究 优化了盐田工艺流程 形成了 冬储卤 冷冻日晒 温棚结晶 淡水擦洗 的工艺路线 太阳池技术用于制备Li2CO3混盐试验 对结晶池的结构进行了调整 用太阳池结晶池替代塑膜结晶池 二 扎布耶盐湖科研过程 26 在淡水层与卤水层之间形成一定厚度的盐梯度层 起到阻止热量向上散发的作用 使太阳能量蓄存于池底卤水部 形成储能区 提高卤水的温度 卤水在太阳池内可升温40 100 实现碳酸锂高温沉淀的条件 使碳酸锂集中沉淀 二 扎布耶盐湖科研过程 27 正在操作的太阳结晶池 结晶池中Li2CO3产品 2001年5月 建成扎布耶北湖100万平方米工业试验盐田和1 6万平方米太阳池结晶池 通过不断的优化实验 于2002年6月从太阳池结晶池获得了品位为78 88 的碳酸锂精矿50多吨 通过试验 形成了 冬储卤 冷冻日晒 太阳池结晶 碳酸锂精矿 的优化工艺路线 标志着扎布耶盐湖锂资源开发工艺的成熟 二 扎布耶盐湖科研过程 29 结晶池中Li2CO3产品 Li2CO3品位81 93 混盐化学组成 30 运用擦洗 碳化法对扎布耶高品位Li2CO3精矿进行化工提纯 得到工业级碳酸锂产品 二 扎布耶盐湖科研过程 31 三 扎布耶盐湖开发工艺的定型 针对扎布耶盐湖的卤水特点 在长观 矿物学和卤水相化学基础研究取得规律性认识基础上 运用当地丰富太阳能和冷资源 淡水及粘土 用 冬储卤 冷冻 日晒 法 冷冻条件下 使卤水中CO32 SO42 分别呈Na2CO310H2O和Na2SO410H2O沉淀 而使Li 趋向卤水中聚集 32 三 扎布耶盐湖开发工艺的定型 用深池储卤 太阳池技术积热沉锂 从而使碳酸锂从卤水中集中沉淀 根据Li2CO3与Na K盐类矿物溶解度不同和Li2CO3的负温度效应的特点 用积温淡水选择性富集碳酸锂精矿 从而廉价地在当地取得70 90 碳酸锂精矿 33 扎布耶盐湖卤水提锂流程示意图 三 扎布耶盐湖开发工艺的定型 34 1 用冷冻日晒盐田工艺法富集Li 获得高锂卤水 2 直接获得品位70 90 的Li2CO3精矿 不但大大降低了选矿成本和避免选矿药剂可能引起的污染 而且提高了回收率 3 工艺设计中充分利用了盐湖现场的丰富冷资源和太阳能资源 该工艺特点 三 扎布耶盐湖开发工艺的定型 35 扎布耶盐湖的开发由西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公司具体操作 该公司于1999年6月成立 于2001年11月 西藏扎布耶锂资源开发产业化示范工程项目立项成功 之后 扎布耶盐湖的产业化开始正式实施 四 扎布耶盐湖的产业化 36 四 扎布耶盐湖的产业化 首期工程规模锂盐5000t a 以Li2CO3计 其中 碳酸锂产品 3100t a单水氢氧化锂 2000t a 扎布耶锂资源开发项目一期设计工程规模 分设扎布耶锂矿 扎布耶盐湖 和加工厂 建在甘肃省白银市 37 四 扎布耶盐湖的产业化 竣工验收 结晶池 盐田晒池 38 四 扎布耶盐湖的产业化 38 锂矿晒池和结晶池全貌 39 四 扎布耶盐湖的产业化 正在生产的盐梯度太阳池 盐梯度太阳池生产出的碳酸锂矿产品 40 1 石灰转化法生产氢氧化锂Li2CO3 Ca OH 22LiOH CaCO32 苛化 碳化法2LiOH CO2Li2CO3 H2O 四 扎布耶盐湖的产业化 41 运用苛化 碳化法对扎布耶粗Li2CO3进行化工提纯 由60 70 的精矿提纯到99 2 高纯 锂收率达95 以上 可以得到两个产品 四 扎布耶盐湖的产业化 42 工艺路线 四 扎布耶盐湖的产业化 四 扎布耶盐湖的产业化 锂厂生产车间 锂厂办公楼及生产车间 44 扎布耶锂业公司于2006年12月完成对西藏扎布耶锂资源开发产业化示范工程项目的验收 开始了扎布耶盐湖的生产运行 截止到2013年 扎布耶盐湖一期基本达产 五 扎布耶开发提高方向 45 扎布耶锂业公司年产量 五 扎布耶开发提高方向 46 五 扎布耶开发提高方向 扎布耶盐湖为碳酸盐型 并能从卤水中直接沉