一里坪盐湖资源的开发利用将成为柴达木盆地资源优势向经济优势转变的重大进展,而做好一里坪盐湖卤水的蒸发研究则是该湖卤水资源综合利用的基础,对于准确把握盐田生产钾、锂、镁、硼等矿物的析出规律具有重要的指导性意义。然而,一里坪盐湖卤水属于硫酸镁亚型,该卤水中硫酸根含量处于一个尴尬水平,若直接生产硫酸钾,其含量过低,而直接生产氯化钾,其含量过高。因此,实验探索了通过低温冷冻使硫酸根以硫酸镁盐等形式提前析出,以转化复杂的硫酸镁亚型卤水为氯化物型卤水,实现该湖卤水与现有氯化钾生产工艺相匹配的可行性。简化生产氯化钾的后续工艺,降低生产成本,为一里坪盐湖卤水的开采利用提供工艺参考,并为硫酸盐型盐湖卤水的水化学类型转换提供理论支撑。(1)进行了一里坪盐湖卤水的野外自然蒸发和实验室内模拟自然蒸发实验。室内蒸发实验得出蒸发路径基本符合Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O五元体系25℃介稳相图。野外蒸发过程中,捕获了一定量钾盐镁矾,证明了冷冻除硫的意义所在。(2)对不同密度的卤水在不同冷冻温度下进行了最佳冷冻条件探索实验,获知除硫率随卤水密度增加而增大,随温度降低而增大,并且当硫酸根浓度降低到约为初始浓度的1/3时便不再随冷冻时间的延长而降低,对氯化钠刚达到饱和时的卤水在-15℃下冷冻已实现较好的脱硫效果。并且脱硫速率与卤水质量有密切关系,随卤量逐渐增加,脱硫速率明显变缓。(3)将硫酸根浓度降到最低的卤水进行固液分离,剩余卤水作为原料卤水进行实验室内模拟自然蒸发,得出冷冻后卤水的析盐顺序,蒸发路径与Na+、K+、Mg2+//Cl-—H2O四元体系25℃相图基本吻合,证明了一里坪盐湖卤水转型的可行性。