南翼山油田水中锂铷锶钙低温分布规律的研究

南翼山油田水是具有国家战略地位和极大经济价值的综合性卤水资源。在其综合利用工艺研究中发现，随着蒸发结晶过程的进行，钠、钾、硼、碘、溴等元素陆续分离，大量高价值微量元素锂、铷、锶富集在高浓度氯化钙溶液中，由于高粘度和高盐度的原因，采用常规方法已难于经济合理地将它们分离提取出来。利用资源地丰富的冷能资源将常温下接近饱和的氯化钙冷冻结晶分离，使锂、铷、锶相对浓度大幅升高从而达到预富集的目的，是低成本提取这些高价值元素的可能途径之一。本申请即是针对该油田水蒸发浓缩结晶过程的特点，系统地开展不同结晶阶段冷冻结晶规律的研究，试图找到该油田水中锂、铷、锶、钙元素在低温区的分布规律，以获得对油田卤水体系低温条件下成盐规律的新认识，为冷能技术的利用提供理论依据，同时为盐类分离方法的创新提供科学依据。

按申请书计划开展了研究工作，进行了低温实验设备和低温恒温实验室的筹建和改进，购置了必要的设备，改进和完善了低温恒温室；加工改进了冷冻实验容器、取样分离玻璃仪器；开展了新的实验方法的探索，实验用试剂的合成和制备；课题组野外采集柴达木盆地西部南翼山地区油田水原卤，开展油田水原卤室内等温蒸发实验获得了冷冻实验所需原料，并对所获得的原卤和老卤进行了全分析。.全面完成了油田水老卤在不同温度下的室内恒温冷冻实验，进行了0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃五个温度点下的油田水老卤室内恒温冷冻实验，获得了不同温度条件下油田水老卤中常量离子钙、钾、硼、镁、氯和稀散元素锂、铷、锶、铯在液固相中的分布，同时获得了固相析出率数据。从冷冻实验结果来分析，Li+，Rb+，Cs+基本富集在液相中，固相中的含量极低，油田水老卤经过定温冷冻其中的钙离子的析出率在60~80%之间，可以认为经过冷冻卤水中的钙大部分以固相析出。说明利用冷能资源将常温下接近饱和的氯化钙冷冻结晶分离，使Li+，Rb+，Cs+相对浓度大幅提高从而达到预富集的目的完全是可行的。而Sr2+随着氯化钙的结晶析出而析出，基本分布在固相中。.开展完成了油田水老卤在不同温度下的室内变温循环冷冻试验，获得了不同变温条件下油田水老卤中常量离子Ca，Mg，K，B2O3，Cl和稀散元素Li，Rb，Sr，Cs在液固相中的分布，同时获得了固相析出率数据；南翼山油田水老卤变温冷冻实验过程中，锂在液相中和原料相比浓度得到富集，铷在液相中的浓度呈不规律的变化，锶在液相中的浓度与原料相比大幅降低，基本随冷冻卤水中钙的大量析出一同析出。说明变温冷冻卤水时由于温度的剧烈变化可能破坏了卤水体系中各种离子及其盐类的存在形式，使得液固相中离子的浓度发生了不规律的变化。. 课题组首次在南翼山地区开展了夏季野外现场试验，按照实验预期目标建设盐田5座，盐田总面积约1000平方米。利用野外盐田晒制各阶段卤水，获得除去常规盐类后的老卤进行了冬季野外冷冻试验，最终获得目标元素的分布规律。同时对野外盐田现场蒸发各个阶段的液相首次精确测定了密度、折光率、pH、电导等物化性质。.上述工作初步揭示了不同环境低温条件下南翼山油田卤水冷冻结晶规律，获得了卤水中锂铷锶钙在低温区的分布规律，为今后该卤水的大规模综合利用提供了基础数据和理论依据。