青海鹽湖資源的無機(jī)鹽提純技術(shù)

朱闖 鞏莉

1.青海大學(xué)新能源光伏產(chǎn)業(yè)研究中心，中國·青海 西寧 810016

2.青海大學(xué)科技處，中國·青海 西寧 810016

鹽湖；無機(jī)鹽；提純

青海省自然科學(xué)基金（編號：2017-ZJ-945Q）。

1 引言

無機(jī)鹽是一類重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，無機(jī)鹽的提純技術(shù)一直以來都是工業(yè)生產(chǎn)中研究的重點(diǎn)內(nèi)容。青海鹽湖擁有豐富的無機(jī)鹽資源儲量，提取無機(jī)鹽對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有顯著的推動作用，其中無機(jī)鹽提純技術(shù)是關(guān)鍵過程之一[1]。無機(jī)鹽提純技術(shù)的成本要降低，這樣才有進(jìn)一步推廣的價值。另外，相關(guān)部門還必須具備環(huán)境友好型的技術(shù)，生態(tài)環(huán)境和鹽湖資源同樣都是青海的重要資源[2]。

2 青海鹽湖資源簡況

青海地區(qū)雖然地處偏僻，但是有著豐富的鹽湖資源，為中國第一鹽產(chǎn)量基地[3]。青海地區(qū)有大量的鹽湖，其中含量最為豐富的是位于柴達(dá)木盆地的茶卡鹽湖、察爾汗鹽湖和柯柯鹽湖，這些鹽湖不僅為人們提供了大量的食用鹽，還成為了觀賞景點(diǎn)，每年都有大量的人慕名而來。茶卡鹽湖面積100 多km2，主要是用于生產(chǎn)食用鹽，可銷往全國各地。察爾汗鹽湖位于柴達(dá)木盆地中南部，總面積5800 多km2，盛產(chǎn)鉀鹽、食鹽，還有鎂、鋰、硼等資源[4]。此外，還在鹽湖上修筑了以鹽鋪的鹽橋公路，這里幾乎終年沒有雨水，因此不會擔(dān)心鹽會遇水融化的問題。

3 鹽湖資源的無機(jī)鹽提純技術(shù)

3.1 鹵水中Li2CO3 的提取

碳酸鋰在能源行業(yè)中上具有十分廣泛的用途，隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)對碳酸鋰的純度要求越來越嚴(yán)格，這就為高純度碳酸鋰的制備提出了挑戰(zhàn)[5]。重結(jié)晶是碳酸鋰提純的其中一種方法，但所得產(chǎn)物中的碳酸鋰含量較低，生產(chǎn)過程用時較多。另一種方法為苛化法，該法需要石灰乳中含有的雜質(zhì)極少，一般情況下這一點(diǎn)不易達(dá)到生產(chǎn)條件[6]。電解法制備碳酸鋰的速度較快，但是這個過程需要大量的電能，增加了生產(chǎn)成本，難以大批量推廣使用。還有一種為氫化法，首先在一定溫度下對鹵水中的粗碳酸鋰進(jìn)行氫化反應(yīng)，然后可在NaOH 的作用下除去液相中的Mg，最后通過高溫分解可得到高純度的Li2CO3[7]。

3.2 鹽湖資源中的瀉利鹽提取

瀉利鹽中的Mg 和S 含量比較高，同時在水中的溶解性較大，可用于酸堿類土地。另外，這種材料也是工業(yè)中的重要原料之一，用于塑料、紙張、陶瓷等方面的生產(chǎn)過程[8]。在鹵水提煉K 之后的溶液中加入芒硝，從而把MgCl2轉(zhuǎn)化成了MgSO4，得到初步制取的粗瀉利鹽，然后根據(jù)MgSO4和NaCl的溶解度不同，加熱溶液的溫度后過濾可除去NaCl。即先通過加熱使原料溶解，再經(jīng)冷卻過程進(jìn)行結(jié)晶，最后進(jìn)行洗滌，這樣得到的產(chǎn)品純度較高[9]。

3.3 除硼技術(shù)

硼本身的電子結(jié)構(gòu)難以除去，這影響了其他物質(zhì)的提純過程與產(chǎn)品質(zhì)量[10]。目前有兩種常見的方法用于除去硼：一種是酸化法，即通過加入鹽酸調(diào)整鹵水的pH 值，使硼轉(zhuǎn)化為硼酸，通過過濾法將硼酸濾出，這種方法既能除去原料中的硼，也能得到硼酸，但是鹽酸具有一定的腐蝕性，具有一定的安全隱患[11]。另一種方法為過濾法。首先將鹵水的酸堿度調(diào)整到堿性，此時硼在鹵水中的配位結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，再經(jīng)納米過濾膜進(jìn)行提純，這一過程屬于物理方法，提純效率較高[12]。萃取法也可用于除去硼，依據(jù)的是根據(jù)各元素在萃取劑中的溶解特點(diǎn)，這種方式的效率較高，但萃取劑有可能造成一定程度的有機(jī)污染[13]。

4 結(jié)論與展望

對于鋰鹽的提取技術(shù)，主要有重結(jié)晶法、苛化法、氫化法等，目前仍需要研究更加先進(jìn)的提純方式來進(jìn)一步提高產(chǎn)品的純度。MgSO4同樣具備較大的工業(yè)應(yīng)用價值，可利用溶解度的不同通過加熱和冷卻的方式提純。硼元素的除去有利于其他物質(zhì)的提純過程，目前納米膜過濾法是比較先進(jìn)、去除效果較好的一種方法[14]。

青海鹽湖資源豐富，開發(fā)價值與潛力巨大。但是鹽湖中的無機(jī)鹽成分復(fù)雜，只有相互分離后才能被充分應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)揮應(yīng)有的價值。因此，近些年來對鹽湖資源的無機(jī)鹽提純技術(shù)得到了深入研究和發(fā)展。