察尔汗盐湖单级与增程驱动溶解固体钾矿试验对比研究.pdf

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1、l1背地质论评GEOLOGICALREVIEWVSoe1．pt6．1N2o0．15察尔汗盐湖单级与增程驱动溶解固体钾矿试验对比研究王文祥¨，李文鹏¨，安永会¨，郝爱兵，焦鹏程，刘成林，刘振英41)中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北保定，071051；2)中国地质调查局，北京，100037；3)中国地质科学院矿产资源研究所，北京，100037；4)石家庄经济学院，石家庄，050031内容提要：钾盐是一种重要的战略矿产资源，为了合理开发利用察尔汗盐湖的低品位钾矿，在察尔汗盐湖开展了两次野外现场溶矿试验。本文以两次野外

2、现场试验监测数据为基础，对比分析了两次野外溶矿试验的等水位线图、水位剖面曲线、典型孔位与典型剖面的K浓度变化，各项指标表明，增程驱动溶矿模式达到了预期试验目的，其溶矿效果优于单级驱动溶矿模式。关键词：察尔汗盐湖；驱动溶解；钾盐；开采钾盐是农用钾肥的生产原料，在我国属大宗紧解决这一问题，2011年开展了增程驱动溶矿试验，缺矿种。我国是个农业大国，但目前我国钾肥的对即在原补水渠的下游开挖第二级补水渠，以期解决外依存度高达70％以上。受资源贫乏制约及国际这两个问题。钾肥垄断联盟的控制，我国钾肥的价格近年来不断1研究区概况飙升，大

3、大增加了农民种粮成本，影响到了我国粮食安全。察尔汗盐湖位于柴达木盆地的中东部，地理坐察尔汗盐湖中含有2．96亿吨低品位固体钾资标东经94。～96。，北纬36。～38。，东西长168km，南源，这些资源就相当于一个超大型钾矿。察尔汗盐北宽20～40km，面积4704．8km。研究区目标盐湖首采区的采卤实践证明，随着抽卤的不断进行，晶层赋存卤水，为潜水，水位埋深3～4m。卤水密度间卤水的水位不断下降，如果继续发展下去，上层的1．23～1．26g／cm，矿化度337．76～379．19g／L，K固体钾矿势必成为“呆矿”(郝爱兵，

4、1995)。已有资含量可达14．3g／L，已浓缩演化为石盐结晶析出后料显示(王石军，2005)，察尔汗矿区部分固体钾盐的饱和卤水，属于石盐水及富钾石盐水、富钾光卤石因1989年特大洪水已被溶解转化为液体矿，即天然水，为氯化物型水和硫酸镁亚型水。别勒滩区段晶的低品位固体钾盐发生液化，进入了卤水中。一些间卤水的补给来源主要是大气降水入渗、外围松散研究者曾对溶解驱动进行了室内外试验研究和数值层孔隙水的侧向补给、来自下部的越流补给和大别模拟(青海盐湖勘查开发研究院o，1990；李文鹏，勒湖、涩聂湖湖水的补给。天然条件下晶间卤水的1

5、994；郝爱兵，1997；郝爱兵，2003；李文鹏，2008)，并排泄方式主要是蒸发和向湖泊排泄。近年来，在别得到了一些重要认识。勒滩区段开挖若干条渠道，在渠道的一端抽采晶问为了开采固体钾盐，2007年在青海察尔汗盐湖卤水，已成为盐层晶问卤水的重要排泄方式(中国别勒滩区段开展了单级驱动溶矿试验，利用涩聂湖地质科学院矿产资源研究所，2OLO)。的湖水驱动溶解地层中的固体钾盐，研究结果表明试验区地层中的矿物主要是石盐，也含有光卤溶矿效果明显(王文祥，2010)。但是同时存在2个石、钾石盐、石膏、芒硝、水氯镁石及碎屑沉积物。盐问

6、题：地层中水位抬升不明显和存在盐溶流。为了层中石盐晶体之间孔隙较均匀、连通性较好，钻孔岩注：本文为863计划(“青海盐湖低品位钾盐增程驱动溶矿开采技术”，课题编号2009AA06Z107)及地质调查项目“黑河流域重点地区水文地质调查(编号12120114018401)”的成果。收稿日期：2013-11-01；改回日期：2015-08-11。责任编辑：章雨旭。Doi：10．16509／j．georeview．2015．05．019作者简介：王文祥，男，1985年生。博士，工程师。主要从事水文地质及水文地球化学研究。Email

7、：hiwangwenxiang@126．eom。地质论评2015年心常见蜂窝状孑L隙，盐层孔隙度大者达15％～35％，水平渗透系数为390m／d，埋深30m以浅(周0300训，2006；王文祥，2010)。试验区地层中KC1、NaC1、MgC1的平均含量为分别为2．15％、60．91％、)、)：)：5．36％9一。—————————～；4T5S3T5—————S～—2—T—5～——～～==—-采卤渠S1T52两次试验简介两次野外驱动溶解固体钾矿的试验时间分别为NS3T4S2T4S1T4；4T42007年6月～2007年9月

8、、2011年11月一2012年3月。第一次溶矿试验称为单级驱动溶矿试验，试验区内设有一条补水渠，第二次溶矿试验称为增程；4T3ST3S2TS1T驱动溶矿试验，试验区内设有两条补水渠。ST2S2T2S1T2两次试验所用的溶剂均为涩聂湖的湖水，是老；4T2卤、乌图美仁河河水与盐层混合的溶液，但是由于不；4T