察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿在开采中尚需进行的研究工作.doc

察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿在开采中尚需进行的研究工作Ξ李润民(化学工业部化学矿产地质研究院)提 要察尔汗盐湖 S4 察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿在 开采中尚需进行的研究工作 Ξ 李润民 (化学工业部化学矿产地质研究院) 提 要 察尔汗盐湖 S4 石盐层属非均质体, 在开采晶间卤水钾矿过程中, 缺 乏稳定的供水边界及有力的侧压驱动水头, 仅依靠自身重力流动, 消耗的是 卤水静储量。 晶间卤水水质复杂, 开采时不同卤水大量混合 ( 对卤) , 水质与 KC l 含量将有变化, 并可能溶解盐层中某些盐类矿物或析出新盐。 因受盐层 构造、结构等赋存条件的严格控制, 水动力条件属于非稳定流。 对于卤量、卤 质、采区的服务年限、开采率等问题, 应成为开采中的主要研究课题。 对固体 钾矿一并开发利用的研究, 放在察尔汗采区较合适。 关键词 晶间卤水 水盐均衡 水动力条件 固液转化 长期观测 察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿, 因赋存条件特殊, 在开采过程中, 存在卤量与卤质不 稳定及采卤工程、采区的服务年限、开采率等方面问题。在无开采先例借鉴, 大型抽卤试验 又无法解决的情况下, 应在开采中研究解决卤水水动力条件的变化规律以及同时开采储 量大、品位低、无单独开采价值的固体钾矿等问题。 1 晶间卤水在开采中水动力条件特征 1. 1 盐湖的水盐均衡 察尔汗盐湖是闭流盆地中一个干盐湖, 面积 5800 余 km 2 , 周边总长约 450km 。边缘分 布有涩聂湖, 大、小别勒湖, 达西湖, 达布逊湖, 团结湖, 南、北霍布逊湖, 协作湖等 9 个长年 与间歇残留湖 (图 1)。 Ξ 作者简介: 李润民, 男, 66 岁, 水文地质, 高级工程师。 河北省涿州市, 邮码 072754 收稿日期: 1995212212; 改回日期: 1996204229 HYPERLINK http://www/ ? 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www. 图 1 察尔汗盐湖示意图 图 1 察尔汗盐湖示意图 F ig. 1 T h e sk e tch o f C h ae rh an sa line lak e 1. 盐湖边界; 2. 卤水湖; 3. 间歇卤水湖; 4. 湖岸阶地; 5. 星散状光卤石分布区; 6. 层状光卤石分布区; 7. 间歇河、长年河及流向 1. 1. 1 水源补给 盐湖区水源补给包括周边水与大气降水 (1) 周边水 包括地表水与地下水。主要源于南面昆仑山区的融雪水与降水。河流出 山口后, 流迳 100～ 200km 入湖。由于途中消耗, 据补给湖区 13 条河中 8 条河历年在出山 口及入湖瞬时观测流量资料统计1 , 入湖水量 (673. 7M m 3 ?a ) 比出山口水量 ( 1516. 8M m 3 ? a ) 减少约 1?2。周边地下水由山区裂隙水与河流渗漏补给。从山麓到湖区, 第四系岩性由 粗到细, 透水性由强到差。 除中途消耗外, 补给湖区的总水量: 潜水为 1. 1M m 3 ?a , 潜层承 压水为 0. 3M m 3 ?a, 共计 1. 4M m 3 ?a , 不足盐湖总补给量的 1% 。 (2) 降水 降水接收面积包括干盐湖与湖水面积。据察尔汗气象站资料, 1967 年是 50 年代以来降水量最大的一年, 为 66. 6mm ?a。 以此计算, 干盐湖与湖水接收总降水量为 377M m 3 ?a。 虽然总量较大, 但不是一次降水, 并且接收面积大, 蒸发量也大, 故对盐湖影 响可以忽略。 1. 1. 2 蒸发 蒸发是盐湖唯一排泄渠道。 据 1965 年和 1985 年统计资料1 , 湖水蒸发总 量占干盐湖蒸发总量的 65%～ 85% 。 周边 9 个卤水湖中, 除达布逊湖对局部晶间卤水有 一定影响外, 其它湖对晶卤无明显影响。 河流补给总量 (673. 7M m 3 ?a) 与蒸发总量 (688. 4 M m 3 ?a) 基本平衡。 说明盐湖的水源补给与排泄是均衡的。 1. 2 开采中的卤水化学成分的变化机制 S4 石盐层晶间卤水水质变化极为复杂。 氯化物型水与硫酸镁亚型水并存, 高镁低钾 浓缩中心与富钾中心交替出现, 相互过渡。不同水质的卤水与其赋存的盐矿物保持均衡状 态。 一旦开采, 均衡即会破坏, 卤水发生大量混合 ( 对卤) , 开采的卤水水质与 KC l 品位即 发生变化。 同时, 由于混合后的卤水水质改变, 就会溶解盐层中某些盐矿物或从卤水中析 出新盐, 首先是钾镁盐矿物。 其中采