盐湖卤水提钾盐田的日晒工艺探讨

盐湖卤水提钾盐田的日晒工艺探讨
摘要我国是一个多盐湖的国家，特别是青海、西藏、新疆及沿海地区的盐湖中富含丰富的矿产资源，是我国无机盐资源的宝库。

我国盐湖大部分分布在干旱地带，常年少雨、风力强、日照强、蒸发大，是进行日晒提盐的最佳地区。

盐田的日晒工艺就是以自然蒸发为基础，结合各种先进技术，提高了钾盐的提取质量与效率。

本文主要从卤水蒸发析盐工艺过程出发，探讨日晒工艺。

关键词盐湖卤水；提钾盐田；日晒工艺
盐湖资源是一种与人们生活息息相关的多元素复合型矿产资源，而且涉及到国民生活的各个方面。

我国虽然有丰富的盐湖资源，但是也是缺钾大国，对盐湖中的钾资源进行科学、有效的提取，是解决我国钾资源短缺的主要途径。

盐田日晒工艺是一种有效提取盐湖矿产资源的科学方式，它以盐湖卤水为原材料，利用太阳能照射为工具，在湖滩上修建多级日晒盐田，进行分阶段浓缩分离，以有效获得各种盐类。

1 我国盐湖卤水提钾盐田的日晒工艺现状
钾元素是人们生产生活中不可或缺的资源，钾盐不仅在农业生产中有着重要的作用，而且还被广泛应用于医药、洗涤、建筑等领域。

我国盐湖资源丰富，92%的钾资源存在于盐湖卤水中，但我国又是世界上钾资源短缺的国家之一，每年需要进口大量的钾盐来弥补国内缺口。

从盐湖卤水中提取钾盐的方法主要有化学沉淀法、溶剂法、浮选发等，不同的提取方法适合不同类别的钾资源。

目前，工业化应用最广泛的提取钾盐的方法是浮选法，浮选法相对其它几种工艺更简单，而且产品的纯度与回收率都较高。

化学沉淀法也是一种比较好的盐湖卤水提钾工艺，其它几种局限性较大。

近几年，随着经济的发展和环保意识的增强，一种新型盐湖卤水提钾盐田工艺--日晒工艺，越来越被人们所提倡，此方法充分利用太阳能，具有产品质量好、纯度高等优点，但受自然条件影响较大。

2 盐田工艺设计
2.1 气候条件
我国盐湖的气候条件一般是干旱、半干旱的气候区，风力很强，降水少，日照充足，蒸发量远远大于降水量，正是这种特殊的气候条件才形成了盐湖。

在阳光的强烈照射下，盐湖卤水中水分迅速蒸发，浓度不断升高，一旦达到饱和或过饱和状态，就会产生沉淀，形成固体，这种素体就是我们常说的盐。

2.2 盐田工艺概述
盐田工艺是以卤水为原料进行蒸发、浓缩，逐步析出各种盐类矿物质的过程，因此盐田工艺的主要注意点就是对卤水的控制，即卤水在一定条件下，提取含钾
高、成矿量高的钾盐矿物。

在生产过程中使钠盐尽快结晶析出，达到节约资源，提高工艺经济效益的目的。

在控制卤水过程中，尽量使钾元素析到光卤石池，做到及时排放原有老卤，防治其它盐类析出，影响钾盐纯度。

2.3 日晒工艺的依据
盐田日晒工艺是通过蒸发来完成的，自然蒸发和等温蒸发是盐田日晒工艺的基础，盐田工艺加工卤水时，首先要在湖区进行自然蒸发实验，再结合室内等温蒸发实验进行对比与分析，指导实际盐田工艺过程。

据调查，大部分钾盐的析出是在蒸发后期，而结晶析出的晶体因季节不同析出的类别也不同，比如夏季一般析出的是钾石盐，冬季一般析出的是钾芒硝和钾石盐混合体。

无论是海水还是陆相，钾盐都是在水分蒸发到一定条件才开始沉淀析出，根据这个特点，在日晒工艺中，钾盐的提取采用多级盐田相分离技术，分阶段提取钾混盐。

而实现盐田日晒工艺的前提是盐田，目前日晒盐田结构大部分都分为多个阶梯，比如西藏雄错湖区的钾盐提取日晒工艺是按照卤水浓缩规律设计了5个阶梯盐池。

第一阶梯是蒸发池，主要功能是调节日晒、储备原料；第二、三、四阶梯分别是钠盐池与钠碱盐池，主要功能是逐级蒸发析盐；最后一个阶梯是钾盐池，主要功能是钾矿析出与储存。

2.4 日晒工艺计算
盐田日晒工艺是以物料平衡原理和能量守衡原理为依据进行计算的，其中物料平衡是日晒工艺计算的基础，即：灌池卤深=蒸失水深+渗损水深+终止卤深，这个公式代表在一定蒸发面积上存在平衡，另外在结晶过程中存在平衡：参加结晶卤量=蒸失水量+剩余母液量+析出盐量+其它损失。

在盐田日晒工艺计算过程中，卤水上一蒸发阶段生成的浓缩卤量=其下一蒸发阶段所需要的原料卤量，这个等式可计算出蒸发析盐区间盐田面积的分配比例。

2.5 实验盐田的建立
在盐田工艺计算结果的基础上，选择合适的地点修建多级实验盐田，阶梯的修建需要注意池体的平整度，边坡要用粘土推挤且要夯实，阶梯池的高宽比例一般为3：2，内坡比一般为1：1。

3 蒸发过程中各元素的富集析盐规律
盐田日晒工艺中卤水的蒸发，是一个相变的过程。

卤水正常蒸发必须具备两个条件，第一，温度，也就是说卤水只有在一定的温度条件下才会进行蒸发，这里可以采用水体能量，通过提高卤水的饱和水汽压来提高卤水的温度；第二，降低空气中的水汽分压，水汽分压的降低需要不断地排除盐田上方的水汽来实现。

这两个条件都需要自然的能量来实施，第一个需要太阳能来提高卤水温度，第二个需要通过自然界的风能来降低水汽分压。

只有通过提高卤水温度，加大盐田水深及风能利用率，才能提高盐田日晒提钾的质量与效率，使其发挥最大的经济效
益功能。

经过相关的实验分析，卤水经过日晒、蒸发浓缩后，最先饱和的盐类是NaCl，NaCl的日照时间越长，蒸发后得到的结晶就越多。

在成卤率变为3.1%之前，NaCl 含量在盐类总量中是最多的，它可以生产工业用盐。

在蒸发的最后阶段，NaCl 析出量会大大减少，含量只占62.05%，这是由于盐田中有其它盐类的析出，同时在提钾的最后阶段，母卤中一些微量元素浓度也逐渐升高，且相应析出固相中含量也会随之增加。

由此分析，盐湖卤水日晒通常会自然蒸发，但在蒸发过程中会有大量的石盐和水碱沉淀，蒸发后期会获得高质量的富钾、富硼混盐及各种母卤，这些物质都是提取钾、锂、硼等无机盐类的宝贵资源。

4 物料衡算
在日晒盐田工艺设计中，卤水在高温强风作用下自然蒸发，在蒸发过程中会有漏失情况的出现，在分离盐类时也会有带失，导致浓缩残存卤水量与小型自然蒸发结果不一致，存在损失问题，其损失的原因为：在钾盐分离过程中，阶梯盐池都存在损失问题，尤其是在蒸发后期，虽然第三、第四阶梯盐池的灌卤量较小，但卤水浓度较高，是卤水损失的主要原因。

其次，受配套条件的限制，上级池内卤水很难全部泵入下级池中，致使大量卤水残留池内，损失较大。

其三，降雨影响成卤量和析盐量。

其四，进行盐类分离时，固体盐类夹带水分，也存在一定的损失。

通过这些原因分析，有针对性的进行工艺优化和设施改进，可降低盐田蒸发过程的损失水量，从而提高成卤量和析盐量。

5 结论
日晒工艺是一种比较科学、环保、方便的提取盐类资源的工艺方式，生产过程既节约能源又能产出高质量的产品，但日晒工艺主要利用太阳能进行加工，受自然天气的影响较大。

同时，通过对盐湖卤水提钾盐田日晒工艺的探讨，其工艺流程还存在一些不足，只有找准原因，才能更好地进行工艺改进，在生产实践中需不断引进合理的设备设施，优化盐田建设方案，利用盐田日晒提钾工艺，可最大限度地降低卤水蒸发过程中的失水量，从而降低成本投入，实现盐类产量的最大化。

参考文献
[1]伍倩，郑绵平，乜贞，卜令忠.当雄错盐湖卤水提钾盐田日晒工艺扩大试验研究[J].无机化学学报，2013，29（1）：37-44.。