CN111448164A

CN111448164A - 从天然盐滩和盐沼中的盐水获得最低杂质含量的浓缩盐水的方法，所述方法具有最小环境影响和最大锂回收

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Publication number: CN111448164A
Application number: CN201880055506.9A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·恩内斯托·加利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2020-07-24
Also published as: EP3647267A4; US20230313338A1; EP3647267A1; US11920211B2; CL2019002916A1; AR112370A1; WO2019002653A1

Abstract

一种从嵌入天然盐滩和盐沼的盐水中获得具有最小杂质含量的浓盐水的环境影响最小且锂回收最大的方法，该方法包括以下阶段：a)建造通过太阳蒸发的分级结晶池；b)将天然盐水注入池子；c)在不沉淀含锂盐的情况下，对天然盐水进行初始预浓缩直到在液相中为最大可能锂浓度；d)对在c)中获得的预浓缩盐水进行冷却，以确保最大程度地沉淀含硫酸根阴离子的盐；e)在冷却后对与通过冷却的沉淀盐分离的盐水液相进行化学处理，以使液相中的硫酸根阴离子最少化；f)对预处理液相进行最终预浓缩直到在不沉淀含锂盐的情况下预处理液相中为最大可能锂浓度；g)对与步骤f)中的沉淀盐分离的盐水液相进行化学处理，以使液相中镁、钙、硼和硫酸盐的浓度最小化；以及h)对在步骤g)中获得的液相进行浓缩。

Description

从天然盐滩和盐沼中的盐水获得最低杂质含量的浓缩盐水的方法，所述方法具有最小环境影响和最大锂回收

技术领域

本发明涉及化学和碎屑来源的蒸发沉积物饱和的天然盐水的提取和加工，该天然盐水构成在例如阿根廷普纳(Puna)、玻利维亚高原和阿塔卡马(Atacama)沙漠的盐体中形成的不同类型的含水层。具体而言，本发明是指以最小环境影响获得锂离子浓度为约80g/dm³、杂质含量最低(使其在化学上适合于获得高纯度锂化合物的属性)的盐水的最大回收方法。更具体而言，本发明还包括一种以最小环境影响获得用于农业、畜牧业和工业的其他感兴趣的盐的回收方法。

背景技术

具体而言，阿根廷普纳、玻利维亚高原和阿塔卡马沙漠的盐滩和盐沼是位于内流盆地的盐矿，该内流盆地用作不溶性物质输入和来自构造-火山框架的液体的容器。这些输入以化学蒸发沉积物和碎屑沉积物的形式积累，在这些地方形成地下水库，地下水库包含携带多种离子的盐水。由于这种积累过程，同一盐体可以包含一个或多个自由的、半封闭的和/或封闭的含水层，这些含水层可以相互连接或不连接，并且对于液相(即间隙盐水)也可以具有不同的渗透性以更容易或更不容易地在含水层间流通。

由于化学沉积物的积累，这些盐体携带感兴趣的固体矿物的重要贮藏，例如钠硼解石、粗硼砂、硬硼钙石、芒硝、无水芒硝和盐岩等。此外，占据含水层的间隙空间的盐水是一种稠密、几乎为中性且均相的氯化钠溶液，其可以包含其他阴离子(例如硫酸根、硼酸根、碳酸根或碳酸氢根)和其他阳离子(例如钾、锂、镁、钙、钡、锶、铁、铷和铯)。含水层中所含盐水的离子浓度是过去接收和现在接收的补给与蒸散和/或与其他类型的较高或较低含水层一起发生的排放和/或向其他水文地质子流域的排放所造成的损失之间的平衡结果。这解释了上述盐体具有不同的化学性，这些盐体显然是复杂的、动态的以及脆弱的水文地质系统。

如上所述，这些盐体中所含盐水的提取和加工使扰动的影响最小化是非常重要的，扰动由于以下原因必会发生：(ⅰ)通过泵浦对盐水的提取；(ⅱ)试剂的使用；以及(ⅲ)流出物的处理和最终处置。经验表明，满足这些要求的方法是那些旨在以最小环境影响实现最大回收的方法，该方法优先考虑自然分离感兴趣的化学物质、使试剂的使用最小化以及通过优先考虑可再生能源的使用与盐滩和盐沼所在地的可用天气条件来使一次不可再生能源的使用最小化。

盐体中包含的矿产资源是不可再生的自然资源，因为这些矿产资源的自然可利用性(其为可衡量和可量化的概念)随着开采的进展而减少。因此，除了所应用的提取和加工方法符合上一段中指定的内容外，还必须满足其他必要条件以确保随时间推移的操作可持续性。这些其他条件为：优先使用盐矿地点附近人群的人力资源；以及为子孙后代做出必要的预测，以使其拥有经济手段来解决可能导致开发不可再生自然资源的问题。

当前对获得锂化合物的兴趣导致了一些项目的开始，这些项目旨在提取主要包含在阿根廷普纳、玻利维亚高原和智利阿塔卡马沙漠的盐滩和盐沼中的锂。在引起人们对锂的兴趣的主要原因中，以下原因较突出：

I.锂可用于多种工业应用，例如，锂是用于制造陶器、玻璃、瓷器和搪瓷等的原料。

II.锂可用于制造高密度蓄能器，该高密度蓄能器用作：

·一种从非永久性可再生能源(例如太阳能、风能和潮汐能等)积累能量的方式；

·便携式设备的关键部件；

·一种在低需求期间积聚能量以备后用的方式；

·没有一次能源的情况下的解决方案。

III.在电动汽车中使用高密度蓄能器的可能性可以使一次能源的使用效率更高，并可观地减少城市地区的温室气体(GHG)排放。

IV.锂是氚的前体，氚是用于通过核聚变产生能量的氢同位素：

氘和氚的融合是氢聚变反应中最有前景的方法，但是氚不存在自然界中，因为氚的半衰期约为10年。最有前景的氚来源似乎是通过以下反应的中子轰击从锂-6再生氚：

V.锂盐(特别是碳酸锂和柠檬酸锂)用于治疗躁狂症和双相抑郁症，是一种情绪稳定剂。

VI.氯化锂和溴化锂具有高吸湿性，因此是极好的干燥剂。

VII.硬脂酸锂是高温应用下的通用润滑剂。

VIII.锂是有机化合物合成中高度使用的试剂。

IX.氢氧化锂用于航天器和潜艇，以通过提取二氧化碳来净化空气。

X.锂是用于航空建设的铝合金、镉合金、铜合金和锰合金的常见成分，并且已成功用于陶瓷和透镜(如望远镜的透镜)的制造。

但是锂并不是天然盐水中唯一感兴趣的物质。根据化学组成以及所采用的提取和加工方法，还可以获得以下产品：

1)氯化钠：用作生产人类食用盐的原料、工业用盐、直接用于牲畜业的盐面包，以及用作生产用于牲畜业的矿化盐的原料。

2)硫酸钠(99％)：主要用于洗涤剂行业和造纸行业。

3)氯化钾(95％)：用作肥料。

4)硫酸钾：也用作肥料。

5)菱镁矿(碳酸镁)：如果天然盐水的镁/锂比值较高(例如大于约30)，则必须用碳酸钠或天然碱进行预处理。在该预处理中产生的固相是菱镁矿，可用于炼钢、建筑和照相行业。除菱镁矿外，可获得用于冶金业以生产轻合金的镁，以及主要用于制药工业的镁盐。

6)钙盐和镁盐：在处理过程中产生的固体流出物包含硫酸钙和氢氧化镁。从这些固体流出物中可以获得：(ⅰ)用作肥料的硫酸镁；(ⅱ)用作农业石膏的硫酸钙。

7)此外，取决于盐水的化学组成和采用的加工方法，可以获得铷盐和铯盐。

总体上，用于提取和加工盐滩中所含盐水的已知方法最初旨在获得作为高纯度固体的碳酸锂和/或氢氧化锂和/或氯化锂。盐水中的锂为锂离子[Li⁺]的形式，并且所提及的方法可以被认为属于以下类别之一：

·从经过适当浓缩和处理的盐水中获得“粗”碳酸锂和/或“粗”氢氧化锂、然后进行纯化过程的方法。这些方法可以称为获得-纯化(O-P方法)。

·通过任何分离方法从经过调节的天然盐水或经过预浓缩和调节的盐水中分离锂，并且从该分离方法所得的产品中获得感兴趣的锂化合物(例如碳酸锂、氢氧化锂或氯化锂)的方法。在已使用的分离方法和计划使用的分离方法之间，可以提及通过选择性吸收塔的分离方法、通过电化学方法的分离方法、通过沉淀低溶解度锂盐(例如磷酸锂)的化学分离方法、溶剂萃取方法和超临界萃取方法。在所有这些方法(其可被称为分离-获得方法(S-O方法))中，在开始锂分离过程之前先对盐水进行调节。

图1至图7示出了现有技术中通常使用的方法，这些方法用于提取和加工盐滩中包含的盐水。尽管图1、图2和图3中包含的O-P方法通常不会使掺杂的盐水返回盐滩，但存在发生掺杂的盐水返回盐滩的情况。在这些情况下，返回盐滩的流动通常低于S-O方法的情况下的流动。但重要的是要澄清，如果要优先考虑应用方法的环境影响最小化和回收率最大化，则绝不能接受掺杂的和/或耗尽的盐水的返回，也不接受将其他液体流出物排到盐体所在的内流盆地。

图1示出了在蒸发池中采用分级结晶的浓缩方法(如2010年12月28日的美国专利7858057B2中所述)，该浓缩方法适用于低硫酸根阴离子含量的盐水。这些盐水可以是天然盐水，可以是天然盐水的混合结果(例如，高钙含量的一种天然盐水与高硫酸根含量的另一种天然盐水的混合)，或者可以是天然盐水经过可溶性钙盐或可溶性钡盐(例如氯化钙或氯化钡)处理的结果，以降低天然盐水的硫酸根阴离子含量，分别沉淀出硫酸钙或硫酸钡。蒸发和分级结晶方法包括一系列太阳蒸发池。在这些池子中，首先结晶和沉淀氯化钠；然后是氯化钠和氯化钾的混合物；接下来是还会结晶和沉淀光卤石(KCl.MgCl₂.6H₂O)的池子；在随后的池子中，结晶和沉淀的盐中还增加了水氯镁石(MgCl₂.6H₂O)；在后面的池子中，锂-光卤石(LiCl.MgCl₂.7H₂O)也在结晶和沉淀的盐中。尽管这是不使掺杂的盐水返回盐滩的方法，并且可以得到高锂浓度(约为6％w/w)的盐水，但该方法具有以下缺点：

·如果必须处理天然盐水以降低其硫酸根阴离子含量，则进入处理工厂的流动非常大，因此处理工厂的投资和泵浦、反应器运行以及固液分离设备运行的成本将大大增加。

·在阿根廷普纳和玻利维亚高原的大多数天然盐水中，硫酸根/锂浓度的质量比大于约10。因此，处理这些天然盐水以降低其硫酸根阴离子含量需要使用大量的试剂，产生大量的固体流出物并增加了感兴趣的物质(其被保留在这些固体流出物的润湿溶液中)的损失。这意味着试剂的单位消耗量增加，由于固体流出物的单位生成量增加导致对环境更大的影响并且方法的回收降低。

·如美国专利7858057B2所述，获得的含锂为约6％w/w的浓缩盐水具有约0.8％w/w的高硼含量以及约1.65％w/w的高镁含量。如美国专利5219550A所述，硼通过用醇萃取被去除，造成该辅助流的操作、再生以及损耗补充的成本。如美国专利7858057B2所述，在第一阶段通过将浓缩盐水与来自碳酸锂沉淀阶段的母水混合来去除镁。通过该循环，从中获得碳酸锂的溶液将使浓缩盐水中包含的其他杂质的浓度增加。这意味着有必要通过调节所获得产品的质量和所应用的净化方式的回收率，净化部分所述母水。

·在太阳蒸发池中作为锂-光卤石从液相中分离出的锂显著降低了该方法的回收率。虽然通过使用来自太阳蒸发浓缩过程早期阶段的低锂浓度盐水来沥滤从沉淀锂-光卤石的蒸发池收获的盐，该降低可以受到限制，但是沥滤过程具有以下缺点：(ⅰ)实际上不可能回收锂-光卤石中包含的全部锂；(ⅱ)然后沥滤应当在沉淀锂-光卤石的池子中沥干并洗涤沉淀盐时进行(这意味着需要更长的时间才能达到池系统可以输送的最大产量)；以及(ⅲ)运行成本显著增加。

与图1中的方案相似的方法是传统上长期使用的方法。因此，任何使用太阳蒸发池的方法都被误认为是“传统方法”。然而，如本发明中所描述的，当考虑到盐滩中所含盐水的化学组成以及使环境影响最小化且使回收率最大化的重要性时，旨在使相同产量的提取流最小化，使试剂的单位使用量和固体流出物的单位生成量最小化，不使掺杂的盐水返回盐滩或将其他液体流出物排放到盐滩。利用地区盛行的气候条件，由此产生的方法是绝对创新的方法，可确保长时间的可持续发展。

图2和图3中所示的方法总结了2011年12月8日的美国专利文献2011300041 A1(题目为“从盐水中回收锂的方法”)和2014年5月30日的WO 2014078908 A1(题目为“具有试剂再生的从卤水中回收锂的方法以及纯化锂的低成本方法”)中详述的内容。这些方法未考虑获得具有高锂浓度的盐水。尽管这些方法的回收率较高，但是“粗”锂化合物(在这些情况下为碳酸锂)是从具有约10g/dm³的低锂浓度的氯化钠饱和盐水中分离出来的。由于该盐水中杂质含量高，原产品的纯化过程更昂贵。

在图2的情况下，在不结晶且不沉淀出化学式中包含锂的盐的情况下，盐水被尽可能地浓缩。在这种情况下，在处理之前，在初始浓缩池中结晶并沉淀的盐包含作为润湿溶液的浓缩天然盐水，而不会因处理的影响而受到污染。相反，在处理后，在最终浓缩池中结晶并沉淀的盐不包含作为润湿溶液的浓缩天然盐水，而是包含经过处理和浓缩的盐水。

在图3对应方法的情况下，在太阳蒸发池中使用分级结晶开始浓缩过程之前执行处理，其中，天然盐水或处理之前具有的浓缩程度低于图2中所述方法对应的浓缩程度的盐水被处理。这通过减少在池子内被浓缩的盐水中的镁含量，可以提高蒸发速率。但是该方法具有以下缺点：(i)必须使用更大量的试剂；(ⅱ)处理后的固体流出物量也更高，这意味着在固体流出物中损失的感兴趣的物质更多；以及(ⅲ)在不同池子中结晶并沉淀的盐不包含作为润湿溶液的浓缩天然盐水，而是包含经过处理和浓缩的盐水。最后一个缺点决定了从这些盐中获得具有商业价值的产品会更昂贵。同样清楚的是，在图3对应方法的情况下，进入处理工厂的盐水量显著大于与图2对应方法的盐水量相当的量。另一方面，在图2对应方法的情况下，在处理工厂中获得的固体流出物包含硫酸钙和氢氧化镁。从该固体流出物中，使用简单的沥滤过程，就可以获得农业石膏和用作肥料的硫酸镁。相反，对于图3的方法，试剂再生厂的流出物是氯化钙和氯化镁的溶液，该溶液不能被排放到盐滩。

图4中的方法是通过化学-物理分离(例如分子过滤器、选择性吸收塔或电化学方法)进行的分离-获得(S-O)方法。在大部分这些方法中，根据所应用的锂分离方法，天然盐水应或多或少被调节。调节可以包括加热盐水和/或降低可能干扰所用分离方法的某些离子的浓度。在所有这些方法中，进入调节过程和液相的锂分离过程的天然盐水量也非常大。尽管这些方法使得获得高纯度锂化合物更加容易，但从分离设备中出来的耗尽的盐水量却非常大(几乎等于进入分离设备的量)。图4示出了该盐水如何在太阳蒸发池中进行分级结晶过程以防止该盐水返回盐滩。

在图5列出的方法中，天然盐水首先经过处理，然后进入采用化学方法的分离设备。在这些方法中，从分离设备出来的低锂浓度的盐水(即经过处理和耗尽的盐水)的量实际上等于进入处理工厂的盐水量。因此，该低锂浓度的盐水量也很大。该盐水在太阳蒸发池中进行分级结晶过程，以避免该盐水返回盐滩并获得具有商业价值的其他化合物。在这种情况下，由于是化学分离，所以在不同池子中结晶和沉淀的盐不包含作为润湿溶液的浓缩天然盐水，而是包含经过处理和分离过程而掺杂的盐水。这决定了从这些盐中获得具有商业价值的产品比图4列出的方法更昂贵。

与图4和图5中列出的S-O方法具有非常高的热能和机械能的单位消耗量相比，图1和2中列出的O-P方法的执行具有这两种能量形式的较低的单位消耗量。图3中的方法在试剂再生过程中具有显著的热能和机械能的单位消耗量。

另外，重要的是要注意，与没有返回掺杂的和/或耗尽的盐水的S-O方法相对应的投资总是比与同样没有返回的O-P方法相对应的投资要大得多。显然，从天然盐水中(其中该锂离子的浓度远低于与其伴随的几乎所有其他离子的浓度)分离锂的任何方法比从经过浓缩和处理的盐水中获得碳酸锂的方法都更费力。

在图6和图7中提出了伴随掺杂的和/或耗尽的盐水返回盐滩的方法，但是由于该方法对盐滩的动态平衡有很大影响，因此不被认为是可行的。使掺杂的和/或耗尽的盐水返回至与盐矿所在地相同的内流盆地，和/或将任何其他液体流出物排放至与盐矿所在地相同的内流盆地是不可逆的过程。经过处理和/或耗尽的盐水和任何其他液体流出物(例如氯化钙和/或氯化镁的水溶液)均具有不同的化学组成以及不同的温度、密度、电导率和/或粘度，使其返回或将其排放将通过改变物理性质影响盐矿的含水层中包含的天然盐水特有的离子关系和/或化学组成。并非总是可以返回和/或排放所述液体，并且该返回和/或排放还可能导致初始自然水文地质条件发生变化。考虑到该返回和/或排放可进入构成水文地质系统的任何含水层，因此这些影响可能会产生短期、中期和长期的后果，这些后果很难预测。考虑到近年来已经报道的与盐滩和安第斯泻湖中的矿物有关的极端微生物生态系统(例如微生物岩、藻灰结核、微生物席和内蒸发岩等)，这一点尤其正确。毫无疑问，这些微生物生态系统具有重要的科学、生物技术和遗产价值。另一方面，具有低锂含量的掺杂盐水的返回肯定会使镁/锂比值、硫酸根/锂比值和硼/锂比值增加。这些比值增加带来的结果是，随着时间的推移通过增加试剂的使用和固体流出物的产生而使回收率降低。

最后，作为总结，现有技术中所采用的方法并未优先考虑确保活动随着时间可持续的必要条件。这些方法都没有利用高山天气条件提供的所有优势。此外，这些方法中的许多方法并没有优先考虑使回收率最大化，并且其中某些方法仅旨在获得锂化合物，而没有考虑对从盐体中包含的含水层提取的天然盐水进行整合使用的重要性。

发明内容

本发明的方法包括在太阳蒸发池中对天然盐水进行分级结晶的初始预浓缩阶段，为了在不结晶和不沉淀其化学式中包含锂元素的盐的情况下使液相中达到最大锂浓度。在该阶段，分离出有商业价值的第一化合物(例如氯化钠和氯化钾)，并且所述液相的体积显著减少。如果用初始预浓缩使所述液相中镁/锂浓度的质量比小于一定值(优选约为2)，则所述方法如下所述继续用石灰和硫酸钠直接处理该液相。否则，所述方法如下所述继续进行。初始预浓缩的盐水中的硫酸根阴离子浓度取决于室温，因此该浓度全年变化。当该浓度比与冷却至约-7℃时所述液相中的平衡硫酸根阴离子浓度相对应的浓度高出约20％时，上述体积减少使得可以进行下一阶段，该下一阶段包括冷却该液相以达到优选在-6℃至约-8℃之间的温度。在这些条件下，通过冷却使化学式中包含硫酸根阴离子的盐结晶，实质性地降低了上述液相中硫酸根/锂浓度的质量比。根据要加工的体积以及结晶的盐的数量和潜热，可以利用冬季的低温在天然结晶器中进行该冷却，或在机械冷却结晶设备中进行该冷却。

当初始预浓缩的盐水中硫酸根阴离子浓度(其根据室温而变化)优选地比与冷却至约-7℃时所述液相中的平衡浓度相对应的浓度低约20％时，则不需要所述冷却阶段。所述方法继续使用氯化钙或氯化钡水溶液对冷却后的液相中的硫酸根阴离子含量进行化学计量的化学预处理。也可以使用氢氧化钙，但是如在本发明的详细描述中所解释的，该选择不方便。由于硫酸根含量的降低，可以对预处理的液相继续进行预浓缩直到在不结晶且不沉淀其化学式中包含锂的盐的情况下达到新的最大可能锂浓度值。该最终预浓缩始终在太阳蒸发池中进行。尽管所述新的最大锂浓度值取决于最终预浓缩池中锂、镁和钾的浓度演变，但由最终预浓缩阶段输送的液相中镁/锂浓度的质量比始终低于与预处理的盐水相对应的质量比。当该新的最大锂浓度值使得所述镁/锂浓度的质量比小于约2时，可以通过向最终预浓缩过程的最后池子加入避免锂-光卤石进行结晶所需的氯化钾量来继续进行该过程。在任何情况下，在该最终预浓缩阶段，所述镁/锂浓度的质量比通过镁盐和钾盐的结晶和沉淀而显著降低，并且所述液相可以用最少的试剂集合进行化学处理，以减少镁、钙、硫酸根和硼的含量。该处理分两个阶段进行：(i)第一阶段，其中加入关于镁含量进行化学计量计算的氢氧化钙(例如以石灰浆形式)，并且加入包含硫酸根阴离子的水溶液，该水溶液由在水中或在所述冷却阶段的沉淀盐的循环溶液中溶解无水硫酸钠或十水硫酸钠(或两者的混合)获得，并且关于氢氧化镁沉淀后的钙离子含量进行化学计量计算；在该处理的第一阶段获得的固体流出物通过对用于悬浮和溶解在该相同阶段使用的试剂的洗涤水进行循环而被过滤和洗涤；以及(ii)在第二阶段，用必要量的氢氧化钠水溶液处理所述液相，以调节pH并确保液相中的镁含量最低，然后加入化学计量计算的碳酸钠水溶液以分离剩余的钙离子，最后加入氯化钡水溶液以分离剩余的硫酸根离子。当最终预浓缩结束时获得的液相的锂浓度大于约35g/dm³时，在处理期间稀释所述液相以使生成的固体流出物中的锂损失最小化，使得处理结束时锂含量在约10.5g/dm³和约12g/dm³之间。当最终预浓缩后的锂浓度较低(如在来自里奥格兰德(Río Grande)盐滩的盐水的示例中所述的)，并且处置氯化钾在经济上不可行时，则通过加入试剂和较少的水对所述预浓缩盐水进行化学处理。在后一种情况下，处理后获得的所述液相在太阳蒸发池中进行浓缩，以达到约65g/dm³和约75g/dm³之间的浓度。当预浓缩盐水的锂浓度可以达到大于35g/dm³时，处理后获得的所述液相也可以在太阳蒸发池中进行浓缩，以达到约65g/dm³和约75g/dm³之间的浓度。该浓缩盐水可以被运输到工业基础设施良好的地点，并且该浓缩盐水的杂质含量极低，这有利于操作并使获得极纯锂化合物的成本最小化。然而，正如本发明的详细描述和来自珀苏埃罗斯(Pozuelos)盐滩的盐水示例所示的，从经济技术角度来看，将含锂超过约35g/dm³的预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地方的可选方案具有重要优势。在这种情况下，在执行最终浓缩过程(在机械蒸发设备中)的同一工厂中执行化学处理，并且所述浓缩盐水的浓度也达到约65g/dm³和约75g/dm³之间，所述浓缩盐水具有较低的杂质含量并且在更少的时间内获得。本发明的方法允许针对每种情况为所涉及的七个阶段选择最佳的应用可选方案。对于所有可能的可选方案，其机械能和热能需求都较低。此外，在任何阶段都避免化学式中包含锂的盐的结晶和沉淀，并且通过使试剂的使用最小化以及对池子中结晶和沉淀的盐与在预处理和处理中产生的固体流出物进行分离和洗涤的高效系统，所述方法具有在约65％至约75％之间的回收率。最后，本发明的方法适用于工业规模，并且是对环境影响最小的方法，这主要是因为执行该方法时耗尽的和/或掺杂的盐水或任何其他液体流出物不返回至盐滩。

附图说明

图1示意性地示出了现有技术中针对具有低硫酸根阴离子浓度的盐水并且耗尽的盐水不返回至盐滩的O-P方法，该O-P方法包括在太阳蒸发池(pozas de evaporaciónsolar，PES)中采用分级结晶的浓缩。

图2示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水不返回至盐滩的O-P方法，该O-P方法包括浓缩天然盐水在太阳蒸发池(PES)中的最大化锂浓缩。

图3示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水不返回至盐滩的O-P方法，该O-P方法包括在未处理盐水中以最大可能锂浓度进行初始处理或预处理以及试剂再生。

图4示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水不返回至盐滩的S-O方法，该S-O方法包括物理-化学分离。

图5示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水不返回至盐滩的S-O方法，该S-O方法包括化学分离。

图6示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水返回至盐滩的S-O方法，该S-O方法包括物理-化学分离。

图7示意性地示出了现有技术中耗尽的盐水返回至盐滩的S-O方法，该S-O方法包括化学分离。

图8示出了实施根据本发明的方法的优选形式的流程图。

图9示出了位于阿根廷胡胡伊省(Jujuy)特雷斯莫罗斯(Tres Morros)地区的实验室外中心(进行示例1、2、3和4的试验的地方)的视图。

图10示出了一些盐滩的盐水构成的三元图，实线为25℃，虚线为0℃，其中示例中的盐水用菱形表示。

图11以三元图示出了根据示例1的迪亚布勒洛斯(Diablillos)盐滩中盐水的演变过程，该过程根据本发明在位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心展开的现场试验期间进行。

图12示出了修改的相图，其中加入锂作为附加元素。也就是说，随着盐水演变，锂对其他元素(Mg⁺⁺、K⁺、SO₄ ^＝)的比例增加。该修改图示出了根据示例1的迪亚布勒洛斯盐滩中盐水的演变过程，该过程根据本发明在位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心展开的现场试验期间进行。

具体实施方式

本发明包括一种用于提取和加工天然盐水的方法，该方法旨在从该方法的角度而言满足必要的条件，从而长时间可持续。对于一般的天然盐水，特别是对于阿根廷普纳、玻利维亚高原、阿塔卡马沙漠的任何盐体或任何蒸发岩中包含的天然盐水，该方法基于以下内容实现：

1.使锂回收率最大化，并且优化天然盐水中包含的所有感兴趣的化学物质的回收率。在所有情况下，当通过泵浦从盐滩中提取的一定量的天然盐水或来自包含一质量单位的相同化学物质的自流井的一定量的天然盐水被加工时，回收率以获得的市售含量的最终产品中包含的每种化学物质的以给定质量单位表示的数量来衡量。当最大化和优化回收率时，相同产量所需的天然盐水的提取流最小化。这涉及使与每个提取点相关的集水区最小化，以及使水文地球化学系统中由泵浦引起的扰动最小化。重要的是要澄清，根据每个盐体的特征，可以从通过在自由含水层的结晶核表面上挖浅桶而建的天然池子和/或从建有钻井设备的深水井执行泵浦。

2.确定每个提取点的最大可能泵浦流，以使集水区不影响淡水含水层，并且由泵浦引起的扰动小到水文地球化学系统可以恢复到平衡状态。

3.利用盐矿所在地区的天气条件所提供的优势，使试剂的单位使用量和固体流出物的单位生成量最小化。

4.在任何情况下，都不使掺杂的和/或耗尽的盐水返回至盐矿所在的内流盆地或将任何其他液体流出物排放至盐矿所在的内流盆地。

5.通过利用盐矿所在地区的天气条件，将优化来自初始来源的单位热能需求和单位机械能需求的可选方案包括在内。

然而，除此之外，本发明的方法的应用随着时间推移是可持续的，因为该方法使得能够利用盐矿所在地附近人群中可用的人力资源。

如上所述，还存在其他必要条件，这些必要条件不取决于所应用的方法，并且必须被满足以使盐滩中包含的盐水的提取和加工长时间可持续。例如，为资源所在地附件人群的子孙后代做必要的预测，以使其拥有经济手段来解决可能导致开发不可再生自然资源的问题。

本发明的方法包括一系列阶段，使预浓缩过程与太阳蒸发池盐的结晶和沉淀、与预浓缩盐水的冷却过程、预处理和处理交替进行，最后以经处理的盐水的最终浓缩过程为结束。

本发明的方法优先考虑通过避免其化学式中包含锂离子的盐的结晶和沉淀来使回收率最大化。这在该方法包括的所有阶段中都得到满足。

在本发明中描述的方法还优先考虑通过使润湿溶液(其保留在浓缩和冷却过程中排水和洗涤后获得的晶体)中的锂含量最小化，并且通过优化在预浓缩盐水的预处理和处理过程中获得的固体流出物的过滤和洗涤操作，以使回收率最大化。

在上述地理区域中，存在一些盐滩，其离子比w/w相对于平均值而言具有非常高的值。例如，位于卡塔马卡省的印加瓦西峰(Incahuasi)盐滩的离子比值如下：镁/锂＝103，硫酸根/锂＝173，硼/锂＝9以及钾/锂＝38。对于具有与印加瓦西峰类似特征的盐滩，方法开始于：

·初始预浓缩阶段，该初始预浓缩阶段包括通过在太阳蒸发池中的浓缩过程尽可能地减少盐水体积而不影响回收率；以及

·初始预处理阶段，该初始预处理阶段使用碳酸钠或天然碱以结晶、沉淀并分离出作为菱镁矿的固相。通过使用盐酸酸化液相来继续预处理，以分离出一些作为硼酸的硼。

然后，该方法继续对阿根廷普纳、玻利维亚高原、阿塔卡马沙漠的大多数盐滩或任何蒸发岩中包含的盐水进行下文中描述的冷却阶段和其他阶段。

如下表所示，离子比w/w(对应于大多数盐滩中包含的盐水)中，镁/锂值小于20，硫酸根/锂值小于70，硼/锂值小于1.5，钾/锂少于40。

离子比w/w表

在例如阿根廷卡塔马卡省的贝尔德泻湖和智利的马里昆加等盐滩中，天然盐水具有高钙含量和低硫酸根含量。在这些情况下，有必要通过任何水合物的自然结晶或通过加入天然碱或coipa(碳酸钠)来降低钙含量。例如，在可能的情况下，还可以通过将该盐水与硫酸根含量高且钙含量低的另一盐水(其来自另一盐滩或本案例同一盐滩(例如阿塔卡马盐滩)的另一区域)进行混合，以降低钙含量。然后，该方法主要对阿根廷普纳、玻利维亚高原和阿塔卡马沙漠的大多数盐滩中包含的盐水继续进行预处理阶段和如下所述的其他阶段。

对于不具有高钙含量的盐水的盐滩，以及对于镁/锂浓度的质量比值小于25、硫酸根/锂小于100、硼/锂小于2以及钾/锂小于50的盐水的盐滩，本发明的方法包括下列阶段的执行：

Ⅰ.天然盐水的初始预浓缩阶段。

Ⅱ.冷却阶段。

Ⅲ.预处理阶段。

Ⅳ.最终预浓缩阶段。

Ⅴ.处理阶段。

Ⅵ.处理后浓缩阶段。

Ⅶ.最终浓缩阶段。

在开始描述对方法进行限定的阶段之前，重要的是要澄清，浓缩和分级结晶过程可以在机械设备中进行，根据资源所在地的热能和机械能的可用性和成本，该机械设备采用机械压缩、多阶段蒸发、闪蒸或绝热冷却结晶。然而，考虑到在阶段I和Ⅳ时需要蒸发大量水以及盐滩所在地区的天气条件(其太阳辐射强、降雨量少、风力强并且室内相对湿度低)，在太阳蒸发池中进行该运行很方便。这些池子是约2.5m深的大桶，具有以自然或人工方式防水的地板和墙壁(例如，优选使用PVC或聚乙烯HDPE膜)，以使其中包含的盐水损失最小化。例如，对于约2mm厚的HDPE膜，估算损失约为向以约0.45m的液相高度运行的池子的泵浦体积的0.4％。当膜的厚度增加到约2.5mm时，损失减少到小于约2mm的膜对应损失的约10％。因此，为了获得更大的回收，在较高锂浓度下运行的池子用较厚的膜进行防水是方便的。在进行防水处理之前，必须对地板进行平滑并且用抵消风力影响所需的最小坡度进行调平。还必须对墙壁进行平滑并且以允许区域内可用材料用于建筑的最大坡度进行建造。

在本发明的方法中，初始预浓缩阶段和最终预浓缩阶段是使用太阳蒸发池的浓缩和分级结晶过程。这些阶段可以包括一个或多个子阶段，该子阶段由进入该子阶段的盐水的锂浓度和从该子阶段出来的盐水的锂浓度限定。反之，根据被加工的天然盐水的体积、池子的建造和运行的建议尺寸以及优化沉积在池子底部的晶体的周期收获过程的需要，每个子阶段可以用一个或多个池子来执行。处理后浓缩阶段和最终浓缩阶段也可以使用太阳蒸发池来执行，并进行与为初始预浓缩阶段和最终预浓缩阶段所述的相同的考虑。然而，如果选择将预浓缩盐水或预处理盐水运输到工业基础设施更好的地方，则这些阶段将在热辅助机械蒸发结晶器中进行。

阶段I通过将天然盐水抽入其第一子阶段的池子开始。该阶段的最后子阶段的池子中的锂浓度是对应于体积大量减少的锂浓度(其优选为与在该子阶段不结晶且不沉淀其化学式中包含锂的盐的情况下达到的可能最大锂浓度接近的锂浓度)。根据被加工的天然盐水的特性，从阶段I出来的初始预浓缩盐水的体积可以是抽入该第一子阶段的池子的天然盐水体积的约3％至约20％之间的值。该体积减少使得：i)如果选择使用自然条件，在蒸发速率较高的月份中(在南半球以及上述地理区域对应于8月至5月)，可以持续地获取和积累初始预浓缩盐水，然后在必要时，继续在最低温度较低的月份中(对应于6月和7月)进行冷却阶段；或ii)通过使用机械冷却结晶设备，无需在蒸发速率较高的月份中积累预浓缩盐水，可以持续地执行冷却过程。阶段I包括以下时期：

该阶段包括的池系统注水期

在需要冷却且使用自然条件的情况下，在南半球，该时期结束于一年的6月1日至7月31日之间(此时下一时期开始)是适当的，该时期对应于获得初始预浓缩盐水的时期。因此，这使得为使用初始预浓缩进行盐水积累而专门建造的池子的尺寸最小化。当使用机械冷却结晶设备时，则对于该注水期的结束日期没有任何条件。在任何情况下，该时期的持续时间是该阶段开始时和结束时的锂浓度、为每个子阶段的池子运行指定的自由盐水高度、在每个池子底部沉积的晶体床上的盐水保留以及注水期间平均蒸发速率的函数。

在池子中不获得结晶和沉淀的盐的情况下获得和积累初始预浓缩盐水的第一时期

在该时期，每个池子产生浓缩液相流，该浓缩液相流取决于池子运行时的锂浓度、进入该池子的盐水的流动和锂浓度以及蒸发速率。但是在该总流动中，池子仅输送对应于自由液相的流动，而保留在晶体床的有效孔隙中的捕获流以及对应于与晶体相关的润湿溶液的流动。由于蒸发速率全年变化，对于进入池子的盐水中的相同锂浓度，该盐水流必须改变以维持池子运行时的锂浓度恒定。如果有必要对具有恒定锂浓度的最小流动(例如自流井的存在)进行加工，则应将池系统设计为用于其蒸发速率值较低的月份的平均蒸发速率，并且必须有另一盐水来源(例如从地表桶或深井中抽取)。在任何这些情况下，如果要使该阶段输送的盐水的浓度和流动保持恒定，则必须充分调整所涉及池子的液相水平。仅在需要冷却阶段并且选择自然条件的情况下，该时期对于同一地区而言应在每年的5月15日至31日之间结束。

初始预浓缩池的清洁期

当沉积在池子底部的盐量达到一定高度(优选不超过一米)时，自由液相被抽入辅助池中，该辅助池具有容纳从晶体床排干的盐水和沉淀盐的洗涤水的容量。优选地，辅助池的面积应等于清洁过程中池子的面积。晶体通过翻掘被沥干，并将排干的盐水抽入辅助池中。如果在洗涤过程中池子运行的液相的锂离子浓度大于约1.5mg/dm³，则有必要通过浸没加入一定体积的水(优选为淡水，其体积等于排干后晶体床的有效孔隙的估算体积)来洗涤晶体。洗涤后晶体再一次通过翻掘被沥干，并且所有洗涤水都被抽入辅助池中。沥干后和/或洗涤后的晶体被收获并且被堆积在专门用于积累以供后续使用的区域中。辅助池中包含的盐水被抽回到清洗过的池子中，并且辅助池用于另一个池子的清洗。显然，注水后清洗池中的自由盐水高度立即高于第一未收获运行期的高度，并且尽管通过洗涤水稀释后该盐水的锂浓度较低，但是其中包含的锂总量更高。因此，在新的未收获运行期间，池子输送的浓缩盐水流略微少于实际生产的总浓缩盐水流。这是因为该池子输送了在新的未收获运行中生产的自由盐水流，加上在先前未收获运行中在晶体床孔隙中的捕获流部分，加上在先前未收获运行中与沉积在池子底部的晶体相关的润湿溶液流，并且减去当量润湿溶液的量(其为在先前未收获运行中保留在洗涤后和沥干后的晶体中、其锂浓度与池子运行时相同的盐水的量)。在这种情况下，如果要使该阶段输送的盐水的流动和锂浓度保持恒定，则必须适当调整所涉及池子的液相水平。但是在该新的未收获期，由该阶段输送的流动将大于第一未收获期输送的流动。在该新的未收获期结束时，自由盐水高度将与整个第一未收获期池子运行所使用的值相同。

在不在池子中收获结晶和沉淀的盐的情况下获得和积累初始预浓缩盐水的后续时期

在这些时期中，池子按照为第一未收获期所述的进行运行，唯一的区别是自由盐水的高度更高，如前一项所述。对于使用自然条件进行冷却而言，这些时期必须在每年的5月15日至31日之间结束。

第一初始预浓缩池中结晶和沉淀的盐通常包含约95％以上的氯化钠。特别那些在锂离子浓度达到低于约2.5g/dm³的池子中结晶并沉淀的盐，是那些用于生产人类食用盐、工业用盐、直接用于牲畜业的盐面包以及作为原料用于生产用于牲畜业的矿化盐的盐。

如果在阶段I输送的液相中镁/锂浓度的质量比小于一定值(优选约为2)，则过程以阶段Ⅴ继续进行，如下所述直接处理该初始预浓缩盐水。否则，过程如下所述继续进行。

由阶段Ⅰ输送的液相中硫酸根浓度取决于液相温度，因此该硫酸根浓度全年变化。当该浓度比冷却至约-7℃后该液相具有的硫酸根阴离子浓度更高约10％至约20％之间时，则有必要执行阶段Ⅱ。否则，将不执行阶段Ⅱ，过程以执行阶段Ⅲ继续进行。

阶段Ⅱ包括初始预浓缩盐水的冷却过程。该冷却过程可以通过使用机械冷却结晶设备连续进行，使预浓缩盐水的温度降低到约-8℃至大约-6℃之间。在这种情况下，从液相中机械地分离出的固体用淡水进行洗涤，所用淡水质量约等于沥干晶体质量的30％。洗涤水与获得的液相混合并被抽送至阶段Ⅲ。将经过机械地洗涤和沥干的晶体堆积起来用于脱粒，然后用作获得硫酸钠和/或硫酸钾和/或氯化钾的原料。硫酸钠主要用于洗涤剂工业和纤维素纸浆工业。硫酸钾和氯化钾在农业中用作肥料。在经济上适当的情况下，该阶段获得的硫酸钠用作对应于下述阶段Ⅴ的处理中的试剂；如果适合出售该硫酸钠，则阶段Ⅴ所需的硫酸根阴离子可以来自包含十水合硫酸钠的芒硝和/或包含无水硫酸钠的无水芒硝(例如在上述地理区域可获得的矿物)。

包含阶段Ⅱ的冷却过程也可以利用分别低于约-10℃的最低低温和低于约-17℃的最低绝对温度(其为海拔超过3,600米的高山地区6月和7月的特点，该区域90％以上的盐矿位于此地)进行。该操作在由约0.50m深的大浅桶组成的天然结晶器中进行，该天然结晶器具有平整的地板以及以自然或人工方式进行光滑和防水处理的地板和墙壁(例如，优选使用PVC或聚乙烯HDPE膜)，以使其中包含的盐水损失最小化。初始预浓缩盐水被注入这些桶中，然后暴露于自然寒冷环境下约7天至约9天的优选范围。在这些条件下，结晶和沉淀包含硫酸根阴离子及其他离子的盐。自由液相和由径流获得的自由液相被抽送到蓄水池，预处理工厂由该蓄水池送料。通过将一定量(优选等于针对沉淀晶体床的有效孔隙进行估算的量)的淡水加入结晶器，对沥干晶体进行浸没洗涤。由径流获得的洗涤水也被抽入相同的蓄水池。从结晶器中收获经过洗涤并沥干的晶体，并将该晶体堆积用于脱粒，然后按照所描述的用于机械冷却结晶设备的使用。

自由液相和在该阶段获得的自由液相具有硫酸根/锂浓度的质量比，该质量比的值通常在天然盐水对应值的约10％至约40％之间。以相同的比例，如果天然盐水或初始预浓缩盐水被预处理，则预处理中所需的试剂量和固体流出物产生量减少。除了降低过程的环境影响以外，这也通过使与产生的固体流出物的润湿溶液相关的损失最小化以使回收率最大化。

阶段Ⅲ包括对阶段Ⅱ所得的盐水进行化学预处理，以进一步降低硫酸根/锂浓度的质量比值。盐水被注入搅拌反应器中，并与化学计量的与硫酸根离子结合形成不溶性盐的阳离子进行混合。这些阳离子以水溶液的形式加入反应器。优选地，该预处理通过化学计量地加入氯化钙水溶液或氯化钡水溶液(其浓度接近饱和时对应的浓度，优选为室温下饱和时对应值的约90％)来执行。获得的非均相混合物的固相和液相通过离心作用或过滤进行分离，并用一定量(约等于所产生的沥干固体流出物的质量的三分之一)的淡水对固相进行洗涤。也可以使用以石灰浆形式加入的氢氧化钙作为钙离子源。在这种情况下，由于增加了氢氧化镁的结晶和沉淀，产生的固体流出物量更大，并且固相和液相的分离在操作上更加困难，因为固体流出物保留了更多的润湿溶液，并且洗涤更加困难。另一方面，通过将镁离子从液相中分离出来，钾的浓度将在整个浓缩过程中持续增加，在最终的浓缩盐水中达到非常高的值。包括阶段Ⅲ的预处理过程也可以在连续反应器和连续液-固分离系统中进行。液相和洗涤水进行混合并被抽入阶段Ⅳ第一子阶段的池子中。取决于所使用的试剂，从预处理中获得的固相可以是硫酸钡或作为农业石膏进行出售的硫酸钙，该硫酸钡用作橡胶产品、诸如永久性白漆的涂料、油布的填充材料，以及用于其他应用，例如药物。

通过执行阶段Ⅳ，由于预处理液相的硫酸根含量减少，可以在太阳蒸发池中继续进行浓缩过程和分级结晶。根据被加工盐水的化学组成，在该阶段的第一子阶段，氯化钠和氯化钾可以结晶并沉淀；在下一子阶段，可以增加光卤石的结晶和沉淀，在再下一子阶段(如果方便存在再下一子阶段)可以增加水氯镁石。在该阶段达到的锂浓度是在不沉淀其化学式中包含锂的盐的情况下达到的最大可能浓度。当对于该新的最大锂浓度值，镁/锂浓度的质量比小于约2时，可以通过将避免锂-光卤石进行结晶所需的氯化钾量加入该阶段的最后池子来继续进行最终预浓缩过程。当所需氯化钾量可以获得时，则执行后者，如珀苏埃罗斯盐滩的盐水加工示例所示；否则，通过在不加入氯化钾的情况下处理具有镁/锂浓度的最低可能质量比的盐水来继续该过程，如里奥格兰德盐滩的盐水加工示例所示。在任何情况下，在该最终预浓缩阶段，镁/锂浓度的质量比通过镁盐和钾盐的结晶和沉淀而显著降低，并且可以用最少可能添加的试剂对液相进行化学处理，以减少镁、钙、硫酸根和硼的含量。如同在阶段Ⅰ所涉及的池子，在该阶段包括的池子也有注水期、第一未收获运行期以及与随后的未收获期交替的清洁期。

如果在阶段Ⅳ结束时获得的预浓缩盐水的锂浓度较高，约为35g/dm³，则该过程考虑将该盐水运输到具有工业基础设施的地方的可选方案，例如，将半成品厂和纯化厂设置在可以热电联产的发电厂附近，其中阶段Ⅴ、阶段Ⅵ、和阶段Ⅶ可以更高效地进行。此外，当运输例如具有约2.78％w/w锂的预浓缩盐水时，基于以下详细考虑，该可选方案具有重要优势：

a)液体运输的每吨成本等于固体运输成本的约80％。因此，对于每吨碳酸锂运输约6.76吨预浓缩盐水，从经济上讲仅相当于运输约5,408吨。

b)当将预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点时，以下描述的处理阶段不在盐滩中进行，并且不需要从盐滩运输对于每吨碳酸锂所产生的约4.3吨固体流出物，该固体流出物可以作为副产品或共同产品进行销售。该约4.3吨的运输包括在盐水的运输中。也不必运输在最终浓缩的阶段Ⅵ和阶段Ⅶ对于每吨碳酸锂获得的约1.7吨高纯度氯化钠。该约1.7吨的运输也包括在盐水的运输中。

c)当将预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点时，不必将约1.148吨试剂运输到盐滩，但是有必要将约1.57吨无水硫酸钠从盐滩运输到该具有工业基础设施的地点。

d)综上所述，当将预浓缩盐水运输到工业基础设施较好的地点时，基于固体的运输进行计算，在盐滩和所选地点之间少运输约0.270吨的物料。

e)不仅在盐滩和具有选定的工业基础设施的地点之间运输的净数量减少了，而且运输物料的价值也降低了，因此这也降低了运输保险的成本。

f)当将预浓缩盐水运输到具有较好工业基础设施的地点时，最终浓缩的阶段Ⅵ和阶段Ⅶ在热辅助蒸发结晶器中进行。在这些条件下，可实现更多回收，并且对于每吨碳酸锂可产生约15.5吨蒸馏水；获得的蒸馏水用于在阶段Ⅵ和阶段Ⅶ时结晶盐的洗涤。

g)由在具有工业基础设施的地点最有效地执行处理以及阶段Ⅵ和阶段Ⅶ导致的回收增加也意味着更低的单位试剂消耗和更低的单位固体流出物产生。

h)当将预浓缩盐水运输到工业基础设施较好的地点时，钙、镁和硫酸根含量较低的处理盐水在热辅助蒸发结晶器中进行浓缩。在这种情况下，可以提前大约362天获得锂浓度在65g/dm³至75g/dm³之间且杂质含量低的浓缩盐水。此外，如果碳酸锂工厂位于同一地方，当池子以大约0.20m的自由盐水高度运行时，则在开始向阶段I的第一池子泵浦之后约17个月可获得该产品。另一方面，该可选方案还允许净化和浓缩部分的原反应器循环，以获得天然盐水中存在的其他感兴趣的化学物质，例如铷和铯。

i)当阶段Ⅵ和阶段Ⅶ在蒸发结晶器中进行时，该过程需要低量的热能，从任何初始来源生产每吨碳酸锂约需4,200,000kcal。该热能成本(目前生产每吨碳酸锂低于约140美元)可以完全由上述优势抵消。

阶段Ⅴ包括对最终预浓缩阶段获得的盐水进行化学处理。该处理旨在使镁、钙和硫酸根的含量减少到非常低的值，并且降低硼含量。阶段Ⅴ以两个子阶段进行。当由阶段Ⅳ输送的液相中锂浓度为约35g/dm³或更高时，子阶段Ⅴ.1包括将预浓缩盐水注入具有良好搅拌的反应器，在保持搅拌的同时，先加入一定量的水以使锂浓度降低约50％，然后加入石灰浆(其包含以超出化学计量值约10％的优选计算量的氢氧化钙)以沉淀所有镁离子。加入氢氧化钙后，保持搅拌，之后马上加入包含化学计量的计算量的硫酸根阴离子水溶液以沉淀出液相中剩余的钙离子。氢氧化钙以通过将一吨固体悬浮于体积在约2.5m³和约3m³之间的水(其优选为淡水、固体流出物的洗涤水或“粗”碳酸锂和纯化碳酸锂工厂的循环母水)中优选制备的石灰浆形式被优选加入。硫酸根阴离子以制备的水溶液形式被加入，例如，该水溶液通过将约0.300吨至约0.370吨的无水硫酸钠溶解于约1立方米的水(其优选为淡水、固体流出物的洗涤水或“粗”碳酸锂和纯化碳酸锂工厂的循环母水)中制备。

重要的是要注意，部分或完全地完成硫酸根阴离子输入也可以通过加入：i)在冷却阶段分离的硫酸钠，以无水硫酸钠形式或以十水合硫酸钠形式，从而降低了试剂成本；ii)芒硝、无水芒硝或这些矿物的混合物，如果它们不包含水溶性的钙化合物、镁化合物或硼化合物。处理后获得的非均相混合物的固相和液相通过离心作用或过滤(优选使用压滤机)进行分离，用一定量的水(优选淡水)洗涤固相，水量为每吨处理后获得的干燥固体约2m³；洗涤水用于稀释预浓缩盐水和/或加入该子阶段Ⅴ.1使用的试剂中。压滤机的使用可确保洗涤后固体流出物中的锂损失少于干燥固体流出物质量的约0.20％。这导致处理阶段的回收率大于约95％。由于进行稀释以防止化学式中具有锂的盐发生结晶和沉淀，在子阶段Ⅴ.1获得的液相的锂浓度优选在约11g/dm³和约13g/dm³之间。对于某些盐水，由阶段Ⅳ输送的液相的锂浓度可以小于约35g/dm³，并且在某些情况下，比在盐水来自里奥格兰德盐滩的情况要低得多。在这些情况下，方便的是：(i)不通过加入淡水来稀释；(ii)以固体形式加入氢氧化钙，不以石灰浆的形式；(iii)使用尽可能少的水来加入硫酸根阴离子。已知子阶段Ⅴ.1输送的液相中产生的钙、镁和硫酸根的浓度，过程继续进行子阶段Ⅴ.2的执行。包含过程中该子阶段的方法包括在搅拌反应器中处理在Ⅴ.1中获得的盐水，向该搅拌反应器加入最低需求量的低浓度(优选低于150g/dm³)氢氧化钠水溶液以确保该盐水的稳定性，以将pH值提高至约11.2，从而使液相中的镁离子含量最小化。此后，保持搅拌，立即加入碳酸钠水溶液，以使液相中的钙离子含量最小化。对碳酸钠的量相对于钙离子含量进行化学计量地计算；碳酸钠水溶液的浓度应优选等于室温下饱和时的对应值的约90％。然后，保持搅拌，加入氯化钡水溶液(其优选包含为沉淀该盐水中包含的所有硫酸根阴离子所需的化学计量的试剂)；该氯化钡水溶液的浓度应优选等于室温下饱和时的对应值的约90％。获得的非均相混合物通过离心作用或过滤进行分离，用约等于产生的沥干固体流出物质量的三分之一的淡水质量来洗涤固相。本发明的方法中，子阶段Ⅴ.1和Ⅴ.2的过程也可以在连续反应器和连续液-固分离系统中进行。

在所有研究案例中，当考虑到离子/锂浓度的质量比低于以下值，可以将经过预浓缩和处理的盐水归类为低杂质含量的盐水：

镁/锂<0.005

钾/锂<0.1

钙/锂<0.1

硫酸根/锂<0.1

硼/锂<0.09

该盐水不饱和、密度低且总溶解固体(sólidostotales disueltos，STD)含量低。

当在不结晶化学式中包含锂的盐的情况下预浓缩盐水中的锂浓度无法达到大于约35g/dm³时，则处理工厂必须位于池子运行的地点附近。此外，如果进入阶段Ⅴ的盐水在子阶段Ⅴ.1和Ⅴ.2的处理后锂浓度大于约9g/dm³，则本发明的方法提供从在阶段Ⅴ获得的经过预浓缩和处理的盐水获得“粗”碳酸锂作为一种可选方案。在这种情况下，由于阶段Ⅴ输送的液相中锂浓度低，因此“粗”碳酸锂工厂位于池子和处理工厂运行的同一地点。通过应用二氧化碳纯化过程对该“粗”锂进行纯化，对碳酸化过程后获得的碳酸氢锂溶液进行过滤并使用离子交换树脂降低该溶液中的钙含量将产生高纯度产品。

然而，如前所述，如果由阶段Ⅳ输送的液相具有约为35g/dm³的较高锂浓度时，则总是最好将预浓缩盐水运输到工业基础设施更好的地点。在这种情况下，在执行阶段Ⅴ之后，方便继续进行阶段Ⅵ和Ⅶ，以向碳酸锂工厂注入杂质含量较低的浓缩盐水。

在由于阶段Ⅳ输送的盐水中锂浓度较低而导致不运输预浓缩盐水的情况下，如果决定不从阶段Ⅴ输送的液相生产“粗”碳酸锂，即使该盐水中的锂浓度大于约9g/dm³，也继续执行最终浓缩的阶段Ⅵ和Ⅶ，直到盐水中的锂离子浓度达到约65g/dm³至75g/dm³之间。这些阶段可以在太阳池系统中进行，在该太阳池系统中主要结晶并沉淀氯化钠晶体。然而，如果在预浓缩池和处理工厂的地点附近有工业基础设施，考虑到由阶段Ⅴ输送的液相中钙、镁和硫酸根的含量较低，那么在热辅助蒸发结晶器中执行这些最终浓缩阶段具有更多优势。在这些情况下，还将获得作为副产物的高纯度氯化钠和蒸馏水，考虑到淡水在盐滩地区是稀缺资源，蒸馏水非常有用。

如下表所示，对于下面详细介绍的三个示例，随着过程在所涉阶段的演变，杂质离子/锂浓度的质量比降低。

示例1、2和3中每个盐滩的盐水根据本发明方法过程的演变表。

FL I：阶段I输送的液相。

FL II：阶段II输送的液相。

FL III：阶段III输送的液相。

FL IV：阶段IV输送的液相。

FL V：阶段V输送的液相。

FL VI：阶段VI输送的液相。

FL VII：阶段VII输送的液相。

当不可能将含锂超过约35g/dm³的预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点时，获得锂浓度在约65g/dm³至约75g/dm³之间且杂质含量低的处理盐水的可能性，使得可以将该处理盐水运输到具有较好基础设施、用于设置原碳酸锂和纯化碳酸锂工厂的地方。尽管这具有浓缩盐水和每生产一吨碳酸锂的循环溶液的运输成本增加的缺点，但其优点远远超过了该增加。最重要的优点是通过以较低的成本获得热能和电能(例如，通过将原产品工厂和纯化产品工厂设置在发电厂附近，以及通过由位于较低海拔高度的事实导致的无需加压反应器情况下的更高效运行)来降低运行成本。另一方面，该可选方案还提供了以如下方式对原产品工厂和纯化产品工厂的循环进行浓缩的可能性，即可以将与运输到碳酸锂工厂的液体量相等的液体运输到池子区域；这优化了池子和工厂之间的运输系统。该可选方案还允许净化和浓缩原反应器的部分循环，以获得天然盐水中存在的其他化学物质，例如铷和铯。

图8包含本发明的方法的流程图，该方法的主要特征如下：

1)以七个阶段执行用于获得低杂质含量的浓缩盐水的过程：初始预浓缩、冷却、预处理、最终预浓缩、处理、处理后浓缩和最终浓缩。

2)对从盐滩提取的所有盐水进行加工，确保没有耗尽的和/或掺杂的盐水或任何其他液体流出物返回盆地。

3)在初始预浓缩阶段的第一子阶段获得高纯度氯化钠。该产品用作生产人类食用盐的原料、工业用盐、直接用于牲畜业的盐面包，以及用作生产用于牲畜业的矿化盐的原料。

4)将锂浓缩的程度限定为在不结晶化学式中包含锂的盐的情况下初始预浓缩阶段Ⅰ的极限，以确保液相的体积显著减少。

5)当由阶段I输送的液相体积不是很大(例如，优选在天然盐水注入体积的约5％到约12％之间)时，以及当通过冷却结晶并且包含硫酸根阴离子的盐的数量不高(例如，对于每吨碳酸锂，少于6吨当量无水盐)时，存在使用机械冷却结晶设备执行冷却阶段的操作可行性。

6)当因为通过冷却结晶并且包含硫酸根阴离子的盐的数量较高(例如，对于每吨碳酸锂，大于约6吨当量无水盐)造成要从由阶段I输送的液相提取的热量(即，显热加潜能)较高时，存在六月和七月期间利用南半球主要盐滩所在地气候特有的低温来执行冷却阶段的操作可行性。

7)根据盐水的化学组成，从在冷却阶段分离的盐中获得硫酸钠和/或氯化钾和/或硫酸钾。硫酸钠用于造纸和玻璃工业；钾盐用作肥料。

8)可以将在冷却阶段分离的硫酸钠用作处理阶段的硫酸根阴离子输入。这降低了每吨碳酸锂的试剂成本。

9)使试剂(例如，在预处理阶段用于使用有利的天气条件或机械冷却结晶器设法显著且自然地降低硫酸根/锂比的氯化钙或氯化钡)使用最小化。

10)通过使用等于获得的沥干固体流出物质量的三分之一的水质量对在预处理阶段获得的固体流出物进行高效地洗涤，锂回收增加。

11)当使用氯化钡作为试剂时，从在预处理阶段获得的固体流出物中获得硫酸钡。该产品用作橡胶产品、永久性白色油漆和油布中的填充材料，以及用于其他应用。

12)当使用氯化钙作为试剂时，从在预处理阶段获得的固体流出物中获得硫酸钙。该产品用作农业石膏。

13)在阶段Ⅳ的第一子阶段获得氯化钠和氯化钾的混合物，从中可以获得用作肥料的氯化钾。

14)将锂浓缩的程度限定为最终预浓缩阶段Ⅳ的极限，以确保较低的镁/锂比，同时执行由使用压滤机对获得的固体流出物进行分离和洗涤导致的锂回收大于约95％的子阶段V.1处理。

15)将超过35g/dm³的预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点(执行阶段Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的地方)的可选方案，改善了过程的执行。

16)在必要时可以向阶段Ⅳ的最后子阶段加入氯化钾，以在不结晶化学式中包含锂的盐的情况下使锂浓度达到大于约35g/dm³。当池系统地点有可用氯化钾时，这是可行的。

17)在与阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ相同的执行地点继续进行阶段Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的可选方案，获得锂浓度在约65g/dm³至约75g/dm³之间且杂质含量低的盐水。

18)在阶段Ⅴ以两个子阶段处理最终预浓缩盐水。在第一子阶段Ⅴ.1，使用氢氧化钙和硫酸钠或其他化学或矿物来源的水溶性硫酸盐(如芒硝或无水芒硝)作为试剂，以减少镁、钙和硼的含量。在第二子阶段Ⅴ.2，使用最小量的氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡以使镁、钙和硫酸根的含量最小化。

19)通过使用等于每吨处理后获得的干燥固体约2m³的水质量对在子阶段Ⅴ.1获得的固体流出物进行高效地洗涤，锂回收增加。

20)通过使用等于获得的沥干固体流出物质量的三分之一的水质量对在子阶段Ⅴ.2获得的固体流出物进行高效地洗涤，锂回收增加。

21)由于在由阶段Ⅳ输送的液相中获得的镁/锂浓度的最小质量比，用于处理阶段的单位试剂消耗最小。

22)通过对处理阶段产生的所有固体流出物进行加工，获得可销售量的农业石膏和作为肥料的硫酸镁。

23)从处理阶段后以液相形式获得的盐水中，可以获得低杂质含量的“粗”碳酸锂。

24)从上面第23)项提到的“粗”碳酸锂中，可以获得电池级碳酸锂。

25)通过使用针对在阶段Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ包含的池子中以及在冷却阶段Ⅱ包含的结晶器中获得的盐的清洗池和洗涤池，确保锂回收增加。该锂回收增加使单位试剂消耗减少。

26)确定用于洗涤上述第25)项中提到的盐的水体积与沉积在池子和天然结晶器的地板上的晶体床的有效孔隙体积有关，并且具有嵌入晶体的液相中的锂浓度。

27)考虑使清洁池的面积最小化，适当地定义阶段Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ包含的每个子阶段的池面积。

28)考虑使用来自任何初始来源的热辅助蒸发结晶器来执行阶段Ⅵ和Ⅶ。

29)当选择在机械设备中执行最终浓缩阶段的可选方法时，可以获得淡水。

30)当阶段Ⅵ和Ⅶ在蒸发结晶器中进行时，通过最佳的固体分离和洗涤可以使锂回收增加。

31)可以将获得的浓缩盐水运输到具有更好基础设施用于设置原碳酸锂和纯化碳酸锂工厂的地方。这可以提高工厂收率并降低运行成本。

32)当计划通过将循环盐水运输到池子区域进行操作时，过程提供了从池子所在地运输的液体量与返回池子的液体量相同的可能性，优化了池子和工厂之间的运输系统。

33)获得低杂质含量的浓缩盐水还提供了这样的可能性，即在不需要运输被循环至池子所在地的溶液的情况下运行“粗”碳酸锂和纯化碳酸锂工厂。

34)当“粗”碳酸锂和纯化碳酸锂工厂位于具有良好工业基础设施的地方，则可以积累和浓缩“粗”反应器的吹扫气，以从天然盐水中存在的其他化学物质中获得具有商业价值的化合物，例如铷和铯。

35)本发明的方法允许在位于具有良好工业基础设施的地点的单个工厂中生产具有不同用户要求的质量规格的碳酸锂和/或氢氧化锂，向该单个工厂运输以下物质：i)含锂超过35g/dm³的预浓缩盐水以执行阶段Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ，然后生产锂化合物；以及ii)含锂超过65g/dm³的经过处理和浓缩的盐水以生产锂化合物。

基于在现场和实验室试验(ensayo de campo y de laboratorio，ECL)中获得的结果，确定本发明的方法中每个阶段以及所有阶段的操作变量。

启动ECL所需的体积是基于待加工天然盐水中的锂离子含量以及在过程结束时要从约75g/dm³的浓缩盐水中获得的体积进行计算的。该最终体积应使得可以验证获得任何纯锂化合物(例如碳酸锂)的过程。优选地，该体积应大于约3dm³。然后，假设回收率为约70％，则用于现场和实验室试验的初始体积应大于：

对于例如在来自阿根廷普纳、玻利维亚高原和阿塔卡马沙漠的盐滩中包含的大多数盐水，锂含量在约350mg/dm³至约1,500mg/dm³之间。这确定了用于ECL的初始体积通常在约220dm³和约920dm³之间。

在执行ECL期间测量的、模拟在太阳蒸发池(例如那些与阶段Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ相对应的)中执行的阶段演变的操作变量为：

·在整合成该阶段的每个子阶段中液相(fase líquida，FL)的进出体积(V)的[VFL(x)]。

·在整合成该阶段的每个子阶段中液相的温度、密度、pH、总溶解固体(sólidostotales disueltos，STD)量以及进出化学组成。

·对于在整合成该阶段的每个子阶段中通过径流进行结晶、沉淀和分离的固体，在将该固体加热到约105℃时确定其质量、化学组成和蒸发水的总质量，确定包含的盐并且估算湿度(H)。还对润湿溶液的体积值进行计算。

对于阶段Ⅱ，进行以下测量：

·在该阶段液相(FL)的进出体积(V)。

·在该阶段液相的温度、密度、pH、总溶解固体(STD)量以及进出化学组成。

·对于在该阶段通过径流进行结晶、沉淀和分离的固体，在将该固体加热到约105℃时确定其质量、化学组成和蒸发水的总质量，确定包含的盐并估算湿度(H)。还对润湿溶液的体积值进行计算。

在阶段Ⅲ和阶段Ⅴ，进行以下确定：

a)在每个子阶段时需要的试剂量。

b)在每个子阶段时液相的温度、密度、pH、总溶解固体(STD)量以及进出化学组成。

c)确定加热到约105℃时的质量、化学成分、蒸发水总质量和包含的盐，并估算在每个预处理和处理子阶段获得的固体流出物的湿度(H)。还对这些固体流出物的润湿溶液的体积值进行计算。

借助从ECL获得的信息，为了表明本发明的方法适用于工业规模(例如每年10,000吨碳酸锂)，对阶段Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ包括的对于第一未收获运行期以及随后的与清洁期交替的收获运行期的池子演变进行表征的操作变量。然后，指出上述操作变量是什么，以及如何获得默认年产量对应的值。

·进入阶段Ⅰ.1、Ⅳ.1和Ⅵ的池子中的年液相体积：从ECL结果推算。

·进入在过程中包括的太阳蒸发池的液相的锂浓度、密度和总溶解固体含量：从ECL获得的数据。

·在过程中包括的任何太阳蒸发池中出来的盐水的锂浓度、密度和总溶解固体含量：从ECL获得的数据，并且是池子运行的变量。

·在过程中包括的任何太阳蒸发池中产生的液相的年总体积：使用锂的质量平衡来计算。

·当沥干的沉淀固体被加热到约105℃时的蒸发水总质量；确定包含的盐并估算湿度(H)：从ECL获得的数据。

·以干基质量单位(sales precipitadas，SP)计的年沉淀盐量：使用质量平衡来计算，其中除了每年进入池子的液相中的总溶解固体含量以及每年产生的液相总体积，还必须考虑沉淀盐中包含的结晶水；对于收获后运行期，将其结果与从ECL推断出的相应值进行比较。

·沉淀盐的润湿溶液体积(Volumen desoluciónde mojadura，V_SM)：基于沉淀盐的湿度、池子运行所在液相的密度和总溶解固体含量进行计算；对于收获后运行期，将其与从ECL推断出的相应值进行比较。

·从池子蒸发的水量：使用质量平衡进行计算。

·泵浦：为了避免在管道和配件中发生结晶，视为等于抽入的不饱和盐水流的约0.5％，如果处理的是饱和液相，则视为等于抽入的流动的约1％。

·晶体床的有效孔隙体积：根据Ulrich E.G.提交的专利(1971)，基于液相的氯化镁含量进行估算。

·用于洗涤在预处理阶段和处理阶段获得的沉淀盐和固体流出物的水：为了进行计算，应考虑以下内容：i)根据液相中的锂浓度，使用晶体床的有效孔隙对应体积的数量级的淡水体积，对池中的沉淀盐进行一次或多次浸入洗涤；ii)用等于获得的沥干固体流出物质量的三分之一的水质量对在预处理阶段和处理子阶段Ⅴ.2获得的固体流出物进行洗涤；iii)根据压滤机使用经验，用对于每吨干燥固体流出物约2m³的水量对在子阶段Ⅴ.1获得的固体流出物进行洗涤。

·通过洗涤沉淀盐从润湿溶液中回收的当量体积：通过前一项所述的洗涤过程，根据与沉淀晶体平衡的液相浓度，认为被沉淀结晶床捕获的盐水的回收为约80％，固相的润湿溶液中包含的锂的回收为约45％至约85％之间。

·由该过程中包括的任何太阳蒸发池输送的液相体积：使用质量平衡进行计算，该质量平衡考虑到第一未收获运行期的捕获盐水体积、有效孔隙率体积和润湿液体积以及在前一项中指示的关于随后未收获期的回收百分比。对于任何收获后运行期，将其与从ECL推断出的相应值进行比较。

·沉淀盐总体积：通过沉淀盐的质量和密度、干基、总孔隙体积、捕获盐水体积加上约5％总孔隙的空白空间以及计算出的润湿溶液体积进行计算。

·每质量单位的沉淀盐总体积：通过将沉淀盐的总体积除以沉淀盐的质量来计算。

·在该时期的平均蒸发速率：通过试验获得，该试验在限定了蒸发面积和容积的容器中被执行一年，通过重量差异确定蒸发的水量。这些试验是针对过程的阶段Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ中池子运行所在的不同液相而进行的，用优选等于0.70的系数对结果进行校正以获得池子运行的相应值。示例4详述了液相的浓度和化学组成不同时获得蒸发速率值的试验。

·过程包括的每个太阳蒸发池中蒸发的年水质量：用质量平衡进行计算，该质量平衡考虑到年进入盐水质量、年产生盐水质量、沉淀固体质量、进入盐水的年泵浦质量以及一年后洗涤沉淀盐所需的水(除了第一未收获期)。

·过程中包括的每个太阳蒸发池的面积：用池子的年蒸发水质量和与池子运行所在液相的化学组成相对应的平均年蒸发速率进行计算。

·两年内池子底部盐床的生长：用沉淀盐的总体积和池子面积进行计算。结果最好加上约0.15m(其为估计留为保护防水罩而贡献的盐的高度)。

·自由盐水高度：预定的。该变量取决于池系统的注水时间。

·保留在沉淀盐床中的液相分数：用保留在有效孔隙中的年液相体积、作为润湿溶液保留的年液相体积以及由池子产生的总年液相体积进行计算。

·注水期的最终液相体积：对于该过程中包括的每个太阳蒸发池，使用自由盐水高度、保留在沉淀盐床中的液相分数以及池子的总面积进行计算。

·注水时间：对于该过程中包括的每个太阳蒸发池，使用注水期的最终液相体积以及该池产生的总年液相体积进行计算。

阶段Ⅱ(冷却)、阶段Ⅲ(预处理)和阶段Ⅴ(处理)的操作变量，其也通过在现场和实验室试验中获得的信息推算以及从阶段Ⅰ和阶段Ⅳ输送的年体积中获得。

示例

为来自三个盐滩的盐水，描述了现场和实验室试验的三个示例以及对过程中七个阶段演变进行表征的操作变量。为了显示过程提供的不同可选方案，考虑了以下内容：

·在示例1中，阶段Ⅱ的冷却过程通过机械冷却结晶设备被执行，并且对应于阶段Ⅵ和Ⅶ的浓缩设备在太阳蒸发池中进行。

·在示例2中，阶段Ⅱ的冷却过程通过机械冷却结晶设备被执行，预浓缩盐水被运输，并且阶段Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ在具有工业基础设施的地点进行。

·在示例3中，阶段Ⅱ的冷却过程通过利用自然条件被执行，并且对应于阶段Ⅵ和Ⅶ的浓缩过程在太阳蒸发池中进行。

举例来说，下面详细介绍了针对迪亚布勒洛斯、珀苏埃罗斯和里奥格兰德盐滩中包含的盐水的现场和实验室试验结果以及执行的操作变量的计算。

示例1：来自迪亚布勒洛斯盐滩的天然盐水

该盐滩是位于海拔超过3,900m的阿根廷普纳地区的盐矿。

现场和实验室试验

阶段Ⅰ：初始预浓缩

在第1天，在海拔4,050m处，向三个相似池子注入天然盐水(标记为¹FL(i))以开始太阳蒸发和分级结晶过程。

¹FL(i)：阶段Ⅰ的初始液相

¹V：体积

²A：面积

³h：高度

⁴STD：总溶解固体

⁵ρ：密度

⁶T：温度

初始液相(FL(i))的化学组成：

子阶段Ⅰ.1

将置于三个池子中的盐水(FL(Ⅰ))暴露于海拔4,050m处的太阳蒸发过程10天。在第19天，将沉淀晶体与液相分离，得到以下结果：

置于两个池子中以继续进行太阳蒸发过程的FL(Ⅰ.1)

V FL(I.1)＝	328	dm<sup>3</sup>
			A FL(I.1)＝	1.84	m<sup>2</sup>
h FL(I.1)＝	17.8	cm
			STD FL(I.1)＝	273	g/dm<sup>3</sup>

液相(FL(I.1))的化学组成：

B.1)沉淀固体(SP(I.1))

105℃时的总蒸发水＝19.48％

²M SP(I.1)＝10.855kg；³H＝19.48％

²M SP：沉淀固体质量

³H：湿度

从FL(i)到FL(I.1)的沉淀固体(SP(I.1))的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

ppm

％(w/w)

ppm

技术

ICP-OES

Comp.SP(I.1)

309

1,415

1,210

370

37.27

4,174

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	ppm	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.1)	57.01	5029	19.48	1.911

沉淀固体SP(I.1)质量的理论计算：

润湿溶液体积(Vsm(I.1))的计算：

Vsm(I.1)	2.3	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	2.7	kg
沉淀中不溶物质量	0.1	kg

在该子阶段可获得的优质池盐的单位量为每吨CLE的5.5吨，其中CLE：当量碳酸锂

表观蒸发速率(tasa deevaporaciónaparente，TEA)的计算：

初始盐水质量	609.6	kg
			最终盐水质量	391.1	kg
SP质量	10.9	kg

蒸发水质量	207.7	kg
			时期	19	天
蒸发面积	2.7648	m<sup>2</sup>

TEA＝3.95dm³/(m²天)

子阶段I.2

将置于两个池子中的盐水(FL(I.1))暴露于4,050m海拔处以继续太阳蒸发过程23天。在第23天，将沉淀晶体与液相分离，获得以下结果：

称量运输到实验室的FL(I.2)，测量密度，计算并分析体积。

FL(I.2)的化学组成:

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(I.2)

4,741

170

17,063

18,237

75,454

44,258

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Mn

Cl-

PO43-

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

比色法

Comp.FL(I.2)

1.330

-

189,397

<20

测定

SO4＝

碱度

CO3＝

HCO3-

pH

密度

单位

mg/dm3

UpH

kg/dm3

技术

重量测定法

容量测定法

电势测定法

比重测定法

Comp.FL(I.2)

46,318

-

N.D.

-

6.00

1.260

B.2)沉淀固体(SP I.2))

105℃时的总蒸发水＝19.48％

SP(I.2)总质量＝78.834kg；H＝19.48％

沉淀固体(SP(I.2))的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(I.2)

0.019

-

0.1959

-

38.84

1.14

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.2)	56.01	2.06	8.20	7.4

沉淀固体SP(I.2)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)。

	FL(I.1)中的质量	FL(I.2)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Na<sup>+</sup>	28,347	5,752	22,595	982
					K<sup>+</sup>	3,643	3,374	269	7
Ca<sup>++</sup>	210	13	197	4.9
					Cl<sup>-</sup>	49,577	14,439	35,138	990
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	4,335	3,531	804	8.4
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	595	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,308	1,390	-	-
								59,002

润湿溶液体积(Vsm(I.2))的计算：

表观蒸发速率(TEA)的计算：

初始盐水质量	391.1	kg
			最终盐水质量	86.3	kg
SP质量	78.8	kg
			蒸发水质量	225.9	kg
时期	23	天
			蒸发面积	1.8432	m<sup>2</sup>

TEA＝5.33dm³/(m²天)

沉淀固体SP(I.1)和SP(I.2)包含超过90％的NaCl，然后可以在初始预浓缩阶段的单个子阶段中包含太阳蒸发过程(I.1)和(I.2)。

阶段II：冷却

在第25天，预浓缩盐水FL(I.2)在位于海拔2,000m的冷冻器中于-7℃冷却3天，获得以下结果。

称量运输到实验室的¹FL(II)，测量密度，计算并分析体积。

在液相FL(II)与沉淀固体SP(II)的分离过程中，丢弃3.1dm³的FL(II)以除去容器底部在冷却过程中的沉淀粘土。

¹FL(II))：阶段II的初始液相

液相FL(II)：

FL(II)质量	75.25	kg
			ρ(FL(II))	1.22	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(II))	61.68	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(II))	349	g/dm<sup>3</sup>

FL(II)的化学组成:

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(II)

5,064

130

17,733

19,314

68,589

30,546

测定	Cl-	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度
					单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重量测定法	电势测定法	比重测定法
					Comp.FL(II)	189,852	17,781	6.00	1.215

沉淀固体(SP(II)):

SP(II)总质量＝6.100kg；H＝＝25.7％

沉淀固体SP(II)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(I.2)中的质量	FL(II)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					Unit	g	g	g	mol g
Na<sup>+</sup>	5,149	4,567	582	25
					K<sup>+</sup>	3,020	2,034	986	25
Ca<sup>++</sup>	12	9	3	0
					Cl<sup>-</sup>	12,924	12,640	284	8
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	3,161	1,184	1,977	21
					HCO<sub>3</sub>-	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,244	1,286	-
								3,832

润湿溶液体积(Vsm(II))的计算：

Vsm(II)＝	1.8	dm<sup>3</sup>
			SM质量	2.2	kg
SP(II)中的不溶物质量	0.1	kg

可以在该阶段获得的钾盐(氯化钾和硫酸钾)的单位量大于每吨碳酸锂(CL)3.5吨。

直到该阶段的离子比率演变：

	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>/Li<sup>+</sup>	Mg<sup>++</sup>/Li<sup>+</sup>	K<sup>+</sup>/Li<sup>+</sup>
				FL(i)	12.12	4.00	9.96
FL(I.1)	12.07	3.60	10.22
				FL(I.2)	9.77	3.60	9.34
FL(II)	3.51	3.50	6.03

阶段III：预处理

按照沉淀11.781g/dm³的SO4^＝的化学计量(加10％)计算的1.171g CaCl₂.2H₂O(s)被加到总冷却溶液

加入并搅拌后，证实盐水中的硫酸根含量等于7.290g/dm³。在不分离出固相(CaSO₄.2H₂O)的情况下，加入通过计算使液相中剩余的7.290g/dm³硫酸根沉淀所必需的化学计量(加10％)的1,284g BaCl₂.2H₂O(s)。加入试剂和3.5dm³的水并进行搅拌和分离各相后，证实盐水中的硫酸根含量稳定在2.768g/dm³。显然，在相分离之前，一些沉淀的硫酸钙转化为硫酸钡，从而增加了液相中的钙离子含量。

最后，将790g BaCl₂.2H₂O溶解于1.5dm³水并加入液相中。加入试剂后，进行搅拌，静置24小时，然后分离各相，获得以下结果：

称量液相FL(III)，测量密度，计算并分析体积：

FL(III)的质量	77.43	kg
			ρ(FL(III))	1.22	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(III))	63.47	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(III))	324	g/dm<sup>3</sup>

FL(III)的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba<sup>++</sup>
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP
						Comp.FL(III)	192,765	50	6.00	1.220	330

预处理中的沉淀固体(SP(III))：

SP(III)的总质量＝4.900kg；H＝19.8％

分离的处理后固体包含：

57％BaSO₄.2H₂O

5％钾芒硝

4.5％CaSO₄.2H₂O

5％硼酸钙

27％NaCl

1.5％KCl

如果分离出用氯化钙预处理后的固相，则加入氯化钡后获得的固体就是硫酸钡与不到10％的水溶性物质的混合。硫酸钡作为SP(III)的副产物获得。

预处理时的试剂需求

假设以FL(III)中的含量计直至获得碳酸锂为止的锂回收为82％，则所用每种试剂的单位需求是：

CaCl<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O	0.903	t CaCl<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O/t <sup>1</sup>CLE
			BaCl<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O	1.600	t BaCl<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O/t CLE

预处理中的固体流出物产生

假设以FL(III)的含量计直至获得碳酸锂为止的锂回收为82％，则每单位最终产品的固体流出物产生为：

3.604

t固体流出物/t CLE

从每吨当量碳酸锂(CLE)生成的固体流出物获得的可能副产物单位量：

t BaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O/t <sup>1</sup>CLE	1.849
		t CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O/t CLE	0.146

阶段IV：最终预浓缩

子阶段IV.1

FL(III)在第66天被运输到迪亚布勒洛斯盐滩，中午时分均注入两个面积分别等于0.33cm×0.52cm的塑料盒，以继续自然蒸发和分级结晶过程。

在运输FL(III)到盐滩以及然后运输FL(IV.1)到实验室期间，损失了1dm³当量值的FL(IV.1)。

在第87天，将沉淀晶体与液相分离，获得以下结果。

称量运输到实验室的FL(IV.1)，测量密度，计算并分析体积。

FL(IV.1)的质量	60	kg
			ρ(FL(IV.1)	1.23	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(IV.1))	47.81	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.1))	354	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.1)的化学组成

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.1)

5,845

3,768

23,499

19,745

53,517

35,172

洗涤前的沉淀固体(SP(IV.1))

SP(IV.1)的总质量＝4.360kg；H＝20.79％

沉淀固体(SP(IV.1))的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.1)

0.21

0.28

0.99

1.4180

32.84

1.47

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.1)	53.91	0.00	20.79	1.5

沉淀固体SP(IV.1)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)。

润湿溶液体积(Vsm(IV.1))的计算：

Vsm(IV.1)	1.092	dm<sup>3</sup>
			SM质量	1.34	kg
SP(IV.1)中的不溶物质量	0.05	kg

获得的固体用约等于过滤后体积的一半的水体积进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(IV.1)相同的锂浓度。得到FL(IV.1)的体积为：

FL(IV.1)的体积

48.8

dm3

洗涤后的沉淀固体(SP(IV.1))：

SP(IV.1)的总质量＝4.150kg；H＝19％

固相SP(IV.1)包含96％NaCl和3％KCl。

子阶段IV.2

在第92天，置于两个容器中的盐水FL(IV.1)暴露以在实验室中继续自然蒸发过程。在第102天，将沉淀晶体与液相分离，得到以下结果：

称量液相FL(IV.2)，测量密度，计算并分析体积。

FL(IV.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.2)

7,875

5,170

29,449

24,700

38,002

38,679

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP
						Comp.FL(IV.2)	231,298	75	5.70	1.240	428

洗涤前的沉淀固体(SP(IV.2))：

SP(IV.2)的总质量＝5.327kg；H＝14.76％

沉淀固体(SP(IV.2))的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.2)

0.17

0.22

0.65

1.08

28.86

18.29

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.2)	53.65	0.14	14.76	1.0

沉淀固体SP(IV.2)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(IV.1)中的质量	FL(IV.2)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					Unit	g	g	g	mol
Na<sup>+</sup>	2,612	1,293	1,319	57
					K<sup>+</sup>	1,716	1,316	401	10
Ca<sup>++</sup>	184	176	8	0.2
					Cl<sup>-</sup>	10,349	7,869	2,480	70
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	12	3	10	0
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	964	840	123
								4,389

洗涤前的润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	0.986	dm<sup>3</sup>
			SM(IV.2)的质量	1.22	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.05	kg

获得的固体用约等于过滤后质量的一半的水质量进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(IV.2)相同的锂浓度。

FL(IV.2)的最终体积为：35.32dm³

洗涤后的沉淀固体(SP(IV.2))：

SP(IV.2)的总质量＝5,190kg；H＝18.5％

沉淀固体包含12％的氯化钾、76％的氯化钠和12％的光卤石。

子阶段IV.3

在第103天，将盐水FL(IV.2)倒入两个托盘中并暴露以在实验室中继续进行自然蒸发过程。在第108天，将沉淀晶体与液相分离，获得以下结果：

称量液相FL(IV.3)，测量密度，计算并分析体积：

FL(IV.3)的质量	9.222	kg
			ρ(FL(IV.3))	1.280	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(IV.3))	7.205	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.3))	492	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.3)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.3)

25,345

16,856

53,056

66,605

6,524

13,812

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP
						Comp.FL(IV.3)	308,550	240	4.50	1.280	789

洗涤前的沉淀固体(SP(IV.3))：

SP(IV.3)的总质量＝14.507kg；H＝17％

沉淀固体(SP(IV.3))的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.3)	43.85	0.04	17.00	0.4

洗涤前的沉淀固体SP(IV.3)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(IV.2)中的质量	FL(IV.3)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					Unit	g	g	g	mol
Na<sup>+</sup>	1,342	47	1,295	56
					K<sup>+</sup>	1,366	100	1,267	32
Ca<sup>++</sup>	183	121	61	1.5
					Cl<sup>-</sup>	8,169	2,223	5,946	168
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	3	2	1	0
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	872	480	393	2.5
					Mg<sup>++</sup>	1,040	382	658	27
Ba<sup>++</sup>	15	6	9
								9,630

润湿溶液体积(Vsm(IV.3))的计算：

Vsm(IV.3)＝	2.909	dm<sup>3</sup>
			SM的质量	3.72	kg
SP(IV.3)中的不溶物质量	0.04	kg

获得的固体用约等于过滤后质量的一半的水质量进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(IV.3)相同的锂浓度。得到FL(IV.3)的体积为：

V(FL(IV.3))＝10.7dm³

洗涤后的沉淀固体(SP(IV.3))：

SP(IV.3)的总质量＝13.850kg；H＝18％

子阶段IV.4

在第109天，将盐水FL(IV.3)倒入托盘中并暴露以在实验室中继续进行自然蒸发过程。在第114天，将沉淀晶体与液相分离，并且获得以下结果：

称量液相FL(IV.4)，测量密度，计算并分析体积：

FL(IV.4)的质量	8.282	kg
			ρ(FL(IV.4))	1.26	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(IV.4))	6.573	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.4))	506	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.4)的化学组成：

沉淀盐(SP(IV.4))

SP(IV.4)的总质量＝4,320kg；H＝26％

沉淀盐(SP(IV.4))的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.4)

2.19

1.86

6.43

7.70

3.14

6.60

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.4)	72.30	0.04	23.00	0.8

沉淀固体SP(IV.4)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

STD(IV.3)	5,262	g
			STD(IV.4)	3,329	g
SP(IV.4)	1,933	g

润湿溶液体积(Vsm(IV.4))的计算：

Vsm(IV.4)＝	0.967	dm<sup>3</sup>
			SM的质量	1.22	kg
SP(IV.4)中的不溶物质量	0.02	kg

获得的固体用约等于过滤后体积的60％的水体积进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(IV.4)相同的锂浓度。FL(IV.4)的最终体积为：V(FL(IV.4))＝7.536dm³

洗涤后的沉淀晶体(SP(IV.4))：

洗涤后SP(IV.4)的总质量＝4.096kg；H＝19％

阶段V：处理

子阶段V.1

盐水FL(IV.4)经过处理以减少镁、钙和硼的含量。

将获得的7.536dm³(FL(IV.4))放在容量为30dm³的塑料容器中。首先，用淡水将盐水稀释至含锂31-32g/dm³。然后，用塑料铲手动搅拌，加入通过将1.058kg氢氧化钙悬浮在2.650dm³的淡水中制备的氢氧化钙悬浮液。之后持续搅拌，立即加入通过在35℃下将2.028kg无水硫酸钠溶解在5.5dm³淡水中制备的水溶液。最后，加入754cm³的4N氢氧化钠溶液，确保pH值大于11.3。

获得的处理后非均相混合物通过离心作用进行分离，并且得到以下结果。

称量液相FL(V.1)，测量密度，计算并分析体积：

FL(V.1)的质量	22.332	kg
			ρ(FL(V.1))	1.138	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(V.1))	19.624	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.1))	171	g/dm<sup>3</sup>

FL(V.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(V.1)

11,150

1,330

0.50

1,802

36,200

1,104

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba<sup>++</sup>
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP-OES
						Comp.FL(V.1)	113,370	5,930	11.30	1.138	5

洗涤前的沉淀固体(SP(V.1))：

洗涤前SP(V.1)的总质量＝6.950kg；H＝38％

洗涤前的沉淀固体SP(V.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(V.1)

0.79

17.17

9.01

14.55

2.50

0.08

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(V.1)	7.83	32.61	41.00	0.8

沉淀固体SP(V.1)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(IV.4)中的质量	FL(V.1)中的质量	加入质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
						单位	g	g	g	g	mol
Na<sup>+</sup>	23	710	726	38	2
						K<sup>+</sup>	25	22	0	3	0
Ca<sup>++</sup>	132	26	572	678.7	16.9
						Cl<sup>-</sup>	2,576	2225	0	351	10
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	3	116	1,371	1,258	13
						HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	442	35	0	407.0	3
						Mg<sup>++</sup>	347	0	0	347	14.3
OH<sup>-</sup>	-	-	486	486	28.6
						Ba<sup>++</sup>	5	0	0	5	0.0
			3,155	3,574

洗涤前的润湿溶液体积(Vsm(V.1))的计算：

Vsm(V.1)＝	3.030	dm<sup>3</sup>
			SM＝的质量	3.45	kg
SP(IV.1)＝中的不溶物质量	0.03	kg

获得的固体经过离心，通过将其悬浮在9.5dm³的淡水中进行洗涤，并再次进行离心。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(V.1)相同的锂浓度。得到FL(V.1)的体积为：

V(FL(V.1))＝22.514dm³

洗涤后的沉淀固体(SP(V.1))：

洗涤后SP(V.I)的总质量＝5.844kg；H＝39％

固体流出物SP(V.1)包含62％的二水合硫酸钙和24％的氢氧化镁。用硫酸沥滤这些固体流出物并分离各相，每吨当量碳酸锂可以获得以下物质：

1.7吨农业石膏

2.1吨硫酸镁

阶段V.1的试剂成本降低

阶段V.1所需的硫酸根摩尔量可以全部或部分地以在冷却阶段II获得的硫酸钾和硫酸钠的形式加入。对于来自迪亚布勒洛斯盐滩的盐水，在冷却阶段获得17mol的硫酸根，在处理阶段需要加入14.3mol的硫酸根，这意味着没有必要加入作为试剂的硫酸钠。

子阶段V.2

将获得的22.514dm³(FL(V.1))放在容量为30dm³的塑料容器中。用塑料铲手动搅拌，加入通过将306g二水合氯化钡溶于1.4dm³淡水中制备的水溶液。获得的非均相混合物通过过滤和洗涤进行分离，并且获得以下结果。

称量液相FL(V.2)(包括洗涤水)，测量密度，计算和分析体积：

FL(V.2)的质量	25.781	kg
			ρ(FL(V.2))	1.131	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(V.2))	22.795	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.2))	159	g/dm<sup>3</sup>

FL(V.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(V.2)

10679

1154

0.50

1996

33279

973

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba<sup>++</sup>
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP
						Comp.FL(V.2)	110,102	351	11.30	1.131	6

沉淀固体(SP(V.2))：

用100cm3水对通过加入氯化钡沉淀出的固体进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到FL(V.2)中的锂浓度并与FL(V.2)混合。

洗涤后SP(V.2)的总质量＝0.420kg；H＝17％

沉淀固体SP(V.2)包含超过95％的二水合硫酸钡。

阶段VI：处理后浓缩

在第116天，将盐水FL(V.2)倒入塑料托盘中并暴露，以使用强制通风在实验室中重新开始蒸发过程。在第119天，将沉淀晶体与液相分离，并且获得以下结果。

称量液相FL(VI)，测量密度，计算并分析体积。

FL(VI)的质量	8.413	kg
			ρ(FL(VI))	1.25	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(VI))	6.73	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VI))	302	g/dm<sup>3</sup>

FL(VI)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(VI)

34,234

2,328

1.0

5,385

31,749

2,966

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	密度	Ba<sup>++</sup>
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重力测定法	电势测定法	比重测定法	ICP
						Comp.FL(VI)	224,432	1,065	9.97	1.250	2.8

沉淀固体(SP(VI))：

SP(VI)的总质量＝1.690kg；H＝8.13％

沉淀固体SP(V)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(V.2)中的质量	FL(VI)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					Unit	g	g	g
Na<sup>+</sup>	759	218	540	23
					K<sup>+</sup>	22	20	2	0
Ca<sup>++</sup>	26	16	10	0.3
					Cl<sup>-</sup>	2,510	1,544	966	27
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	8	7	1	0
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	45	37	8	0.1
					Mg<sup>++</sup>	0	0	0	0
			1,527

润湿溶液体积(Vsm(VI))的计算：

Vsm(VI)＝	0.146	dm<sup>3</sup>
			SM的质量	0.18	kg
SP(VI)中的不溶物质量	0.01	kg

沉淀固体用400cm³水进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到FL(VII)中的锂浓度并与FL(VII)混合。得到FL(VI)的体积为：

V(FL(VI))＝7.02dm³

洗涤后的沉淀固体(SP(VI))：

洗涤后SP(VI)的总质量＝1.656kg；H＝9％

固体SP(VI)包含98％以上的氯化钠。

阶段VII：最终浓缩

FL(VI)在实验室中暴露于强制对流的通风条件下，以继续进行蒸发过程。在第126天，将沉淀晶体与液相分离，并且获得以下结果。

称量液相FL(VII)，测量密度，计算并分析体积。

FV(VII)的质量	3.455	kg
			ρ(FL(VII))	1.252	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(VII))	2.410	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VII))	525	g/dm<sup>3</sup>

FL(VII)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(VII)

83,501

2296

1.0

7,018

1,123

7,461

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	Density	Ba<sup>++</sup>
						单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重量测定法	电势测定法	比重测定法	ICP-OES
						Comp.FL(VII)	422,107	1,242	7.30	1.252	18

洗涤前的沉淀固体(SP(VII))：

SP(VII)的总质量＝1.710kg；H＝29.27％

沉淀固体SP(VII)质量的理论计算(不包括润湿溶液体积中包含的固体)：

	FL(VI)中的质量	FL(VII)中的质量	沉淀质量	沉淀质量	摩尔量
						单位	g	g	g	在SM中更多STD
Na<sup>+</sup>	223	3	220	393	17
						K<sup>+</sup>	21	18	3	5	0.13
Ca<sup>++</sup>	16	6	11	0.0	0.0
						Cl<sup>-</sup>	1,576	1,017	558	638	18
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	7	3	4	3	0
						HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	38	17	21	0.0	-
						Mg<sup>++</sup>	0	0	0	0	0.0
			817

润湿溶液体积(Vsm(VII))的计算：

Vsm(VII)	0.703	dm<sup>3</sup>
			SM的质量	0.88	kg
SP(VII)中的不溶物质量	0.01	kg

沉淀固体用500cm³水进行洗涤。洗涤水被浓缩，直到达到FL(VII)中的锂浓度并与FL(VII)混合。得到FL(VII)的体积为：

V FL(VII)＝2.87dm³

洗涤后的沉淀固体(SP(Ⅶ))：

洗涤后SP(VII)的总质量＝1.225kg；H＝28％

固体SP(VII)包含98％以上的氯化钠。

操作变量的计算

当使用机械冷却结晶设备进行阶段II的冷却过程并且在太阳蒸发池中进行阶段VI和VII时，使用来自迪亚布勒洛斯盐滩的盐水进行年产量为10,000吨当量碳酸锂的操作变量的计算。

阶段I：初始预浓缩池

第一未收获期：

	子阶段I.1	子阶段I.2
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	4,574,000	2,824,000
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	0.678	1.087
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	2,824,000	440,000
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	1.087	4.741
			SP(t/年)	44,460	515,000
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	22,900(微咸水)	28,240(微咸水)
			默认SL高度(cm)	12	12
每两年的沉淀盐高度(cm)	27	73
			池面积(m<sup>2</sup>)	1,170,000	1,575,000
注水时间(天)	19	155

阶段I：初始预浓缩池

后续未收获期：

微咸水：密度小于1100g/dm³的水。

阶段Ⅰ的辅助池：390,000m²

阶段II：冷却

该阶段在机械冷却结晶设备中进行，该阶段的最高盐水流(即池系统运行的收获后时期对应的盐水流)。

待冷却的盐水流动：76m³/h

密度：1.265kg/dm³

平均温度：16℃

总溶解固体含量：0.396kg/dm³

进入冷却设备的液相的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL

4,741

170

17,063

18,237

75,454

44,258

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Mn

Cl-

PO43-

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

比色法

Comp.FL(2)

1.330

-

189,397

<20

测定

SO4＝

碱度

CO3＝

HCO3-

pH

密度

单位

mg/dm3

UpH

kg/dm3

技术

重量测定法

容量测定法

电势测定法

比重测定法

Comp.FL(2)

46,318

-

N.D.

-

6.00

1.260

单位热：0.85kcal/kg℃

冷却期间结晶的盐：

·芒硝[K_2.25Na_1.75(SO₄)₂]：2.77t/t CLE

·氯化钠(NaCl):0.322t/t CLE CLE：当量碳酸锂

冷却是通过预冷却阶段执行的，在该阶段中，从-7℃的冷却设备中出来的具有低硫酸根阴离子含量的冷却液相在热交换器中与初始温度为16℃的待冷却盐水相互作用。该预冷却的结果是，待冷却盐水进入冷却至0℃的结晶设备。

在这些条件下容易证明，对于理想性能系数(卡诺)的60％的性能系数，每生产一吨碳酸锂所需的机械能小于0.12Mwh。

冷却后获得的液相

流动：68.7m³/h

密度：1.22kg/dm³

平均温度：11℃

总溶解固体含量：0.349kg/dm³

从冷却设备出来的液相的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL

5,064

130

17,733

19,314

68,589

30,546

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	pH	Density
					单位	mg/dm<sup>3</sup>	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	银量法	重量测定法	电势测定法	比重测定法
					Comp.FL(2)	189,852	17,781	6.00	1.215

用于洗涤晶体的淡水：7,000m³

阶段III：预处理

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

二水合氯化钙：0.920吨

二水合氯化钡：1.6吨

淡水：5.12m³

预处理后的液相：

体积(后续未收获期)：585,000m³

锂浓度：4.680g/dm³

密度：1,220g/dm³

总溶解固体：324g/dm³

在预处理时关于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：3.604吨

通过对固体流出物进行加工获得的产品大概量(对于每吨当量碳酸锂)：

农业石膏：0.146吨

硫酸钡：1.849吨

阶段IV：最终预浓缩池

第一未收获期：

	子阶段IV.1和IV.2	子阶段IV.3	子阶段IV.4
				进入体积(m<sup>3</sup>/年)	427,000	227,000	40,700
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	4.68	7.875	25.345
				排出体积(m<sup>3</sup>/年)	227,000	40,700	24,080
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	7.875	25.345	34.882
				SP(t/年)	48,500	45,620	5,060
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	4,300	2,300	410
				默认SL高度(cm)	12	12	12
沉淀盐高度(cm/2年)	84	71	91
				池面积(m<sup>2</sup>)	189,000	202,500	225,000
注水时间(天)	33	198	37

阶段IV：最终预浓缩池

后续未收获期：

	子阶段IV.1和IV.2	子阶段IV.3	子阶段IV.4
				进入体积(m<sup>3</sup>/年)	585,100	340,000	95,602
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	4.68	7.875	25.345
				排出体积(m<sup>3</sup>/年)	340,000	95,604	66,516
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	7.875	25.345	34.882
				SP(t/年)	66,746	63,316	11,888
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	5,850	3,400	960
				洗涤水(m<sup>3</sup>/年)	8,100	27,000	4,500
默认SL高度(cm)	12	12	12
				沉淀盐高度(cm/2年)	107	89	103
池面积(m<sup>2</sup>)	252,000	292500	45,000

阶段V：处理

子阶段V.1

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

熟石灰：0.85吨

硫酸钠(无水基)：1.62吨

0吨，如果使用在阶段II分离的盐

氢氧化钠(干基)：0.096吨

淡水：15m³

子阶段V.1后的液相：

体积(后续未收获期)：210,198m3

锂浓度：11.150g/dm³

密度：1,138g/dm³

总溶解固体：171g/dm³

在子阶段V.1时对于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：4.68吨通过对产生的固体流出物进行加工获得的产品大概量(对于每吨当量碳酸锂进行表述)：

农业石膏：1.7吨

硫酸镁：2.1吨

子阶段V.2

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

二水合氯化钡：0.24吨

淡水：1.36m³

子阶段V.2后的液相：

体积：215,510m³

锂浓度：10.679g/dm³

密度：1,131g/dm³

总溶解固体：159g/dm³

在子阶段V.2时产生的固体流出物量(对于每吨当量碳酸锂进行表述)：0.336吨

通过对产生的固体流出物进行加工获得的产品大概量(对于每吨当量碳酸锂进行表述)：

硫酸钡：0.25吨

阶段Ⅵ和Ⅶ的池子

第一未收获期

	阶段VI	阶段VII
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	78,016	22360
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	10.679	34.324
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	22,360	6,654
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	34.324	83.501
			SP(t/年)	5,055	1,811
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	780	224
			默认SL高度(cm)	12	12
沉淀盐高度(cm/2年)	36	58
			池面积(m<sup>2</sup>)	54,000	18,000
注水时间(天)	120	135

阶段Ⅵ和Ⅶ的池子

后续未收获期：

	阶段VI	阶段VII
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	215,510	66,133
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	10.679	34.234
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	66,133	25,627
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	34.234	83.501
			SP(t/年)	14,000	5,360
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	2,160	660
			洗涤水(m<sup>3</sup>/年)	8,100	5,400
默认SL高度(cm)	12	12
			沉淀盐高度(cm/2年)	38	50
池面积(m<sup>2</sup>)	135,000	67,500

阶段IV、VI和VII的辅助池面积：75,000m²

对于每吨当量碳酸锂计算的该过程的单位水消耗和单位试剂消耗

微咸水：13m³

淡水：26m³

氯化钙：0.903吨

氯化钡：1.84吨

氢氧化钙：0.85吨

硫酸钠(无水基)：1.62吨

0吨，如果使用在阶段II分离的盐

氢氧化钠(干基)：0.096吨

对于每吨当量碳酸锂计算的在预处理阶段和处理阶段产生的固体流出物

预处理阶段：3.604吨

处理阶段5.01吨

结论

在该示例中，天然盐水不饱和，因此，在阶段I中结晶和沉淀的固体量较低。这具有以下优点：i)在第一未收获期，由于捕获盐水量更低，回收要大于饱和盐水的情况，以及ii)每吨当量碳酸锂的晶体收获成本更低。另一方面，虽然在该示例中，在初始预浓缩阶段达到的锂浓度为4.7g/dm³，但随后证实了，用这种盐水可以达到8g/dm³的值。通过降低成本并简化阶段II和III的运行，可以大大减少体积。同样重要的是要澄清，尽管在该示例中选择了在池系统所在位置获得浓缩盐水的可选方法，但是以最终预浓缩阶段达到的锂浓度，可以方便地将阶段Ⅳ输送的液相运输到具有工业基础设施的一些地点，在该该地点执行阶段Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ。

示例2：来自珀苏埃罗斯盐滩的天然盐水

该盐滩是位于海拔超过3800米的阿根廷普纳地区的盐矿。

现场和实验室试验

执行ECL的天然盐水中的锂含量为0.380g/dm³，开始试验的限定体积为842dm³。

在第1天，通过从珀苏埃罗斯盐滩泵浦提取890dm³天然盐水。该盐水(记作FL(i))被运输到位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，并在第二天将该盐水注入面积约1.5m²的三个类似池子中。池子中FL(i)的平均高度约等于0.197m。

自然盐水(FL(i))：

FL(i)的重量	1,022	kg
			<sup>1</sup>ρ(FL(i))	1.19	kg/dm<sup>3</sup>
<sup>2</sup>V(FL(i))	890	dm<sup>3</sup>
			<sup>3</sup>STD(FL(i))	319	g/dm<sup>3</sup>

¹ρ(FL(i))：阶段I的液相密度

²V(FL(i))：阶段I的液相体积

³STD(FL(i))：该阶段时液相的总溶解固体

FL(i)的化学组成：

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(i)

-

37

1.82

189505

5507

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(i)	517	7.41	1.220

阶段I：初始预浓缩

子阶段I.1

盐水FL(i)暴露于太阳蒸发过程直到第50天。在同一天，将晶体与液相分离，获得以下结果：

液相FL(I.1):

FL(I.1)的质量	244	kg
			ρ(FL(I.1))	1.22	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(I.1))	200	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(I.1))	357	g/dm<sup>3</sup>

FL(I.1)的化学组成：

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(I.1)	1510	7.02	1.235

子阶段I.1的沉淀固体(SP(I.1))：

1SP(I.1)的总质量＝

265.63

kg

<sup>2</sup>吨otal evaporated w at 105℃＝	13.83	％
			<sup>3</sup>H＝	11.5	％

¹SP(I.1)＝阶段I.1沉淀的固体

²1吨otal evaporated w at 105℃＝105℃时的总蒸发水

³H＝湿度

固体SP(I.1)的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.1)	53.09	1.087	9.40	1.2

沉淀固体SP(I.1)质量的理论计算：

	FL(i)中的质量	FL(I.1)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Na<sup>+</sup>	100,571	19,727	80,844	3,515
					K<sup>+</sup>	3,265	2,976	288	7
Ca<sup>++</sup>	1,145	234	911	22.7
					Mg<sup>++</sup>	3,633	2,789	844	34.7
Cl<sup>-</sup>	168,659	41,877	126,782	3,571
					SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	4,901	2,065	2836	29.5
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	460	303	158	2.6
					B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,306	1,163	142	0.9
			212,806	g
					<sup>1</sup>Cryst.w NE			776	g
			213,582	g

¹Cryst.w NE：非蒸发结晶水

¹Vsm(I.1)＝润湿溶液体积

²E crystallization w＝阵法结晶水

收获的晶体用144kg淡水进行洗涤。该水质量大约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅰ.1)相同的锂浓度。

子阶段I.1输送的有效体积：

V(FL I.1)＝

197.5

dm3

子阶段I.2

将盐水FL(I.1)注入池子并暴露以继续进行太阳蒸发过程直到第78天。在第78天，将固体与液相分离，并且获得以下结果：

液相FL(I.2)：

FL(I.2)的质量	55	kg
			ρ(FL(I.2))	1.223	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(I.2))	45	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(I.2))	409	g/dm<sup>3</sup>

FL(I.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(I.2)

7,366

148

61,167

25,698

16,391

28,257

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl--

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(I.2)

-

34

3

226,753

42,896

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(I.2)	ND	4.88	1.283

子阶段I.2的沉淀固体(SP(I.2))：

SP(I.2)的总质量＝53.1kg；H＝1.79％

固体SP(I.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(I.2)

0.020

0.27

0.1760

0.025

35.54

2.79

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.2)	53.00	0.91	1.79	1.2

沉淀固体SP(I.2)质量的理论计算：

润湿溶液体积(Vsm(I.2))的计算：

Vsm(I.2)＝	1.3	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	1.6	kg
SP(l.2)中的不溶物质量	0.6	kg

子阶段(I.2)输送的有效体积＝44.41dm³

收获的晶体用30kg淡水进行洗涤。该水质量大约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅰ.2)相同的锂浓度。

阶段II：冷却

在第85天，FL(I.2)被运输到实验室，在冰箱中以零下7摄氏度(-7℃)冷却18天，并获得以下结果。

液相FL(Ⅱ)：

FL(II)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(II)

7,745

131

60,358

23,416

13,268

15,986

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl--

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(II)

-

5

3.74

218,160

29,150

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(II)	N/D	5.00	1.258

阶段Ⅱ的沉淀固体(SP(II))：

SP(II)的总质量＝	3.22	kg
			<sup>1</sup>105℃时的总蒸发水＝	30.45	％
采用的H＝	11	％

固体SP(Ⅱ)的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(II)	27.90	4.15	11.00	1.2

沉淀固体SP(Ⅱ)质量的理论计算：

沉淀盐：

光卤石	MgCl<sub>2</sub>.KCl.6H<sub>2</sub>0	713	g
				钾芒硝	K<sub>2.24</sub>Na<sub>1.75</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>	0	g
钾盐镁矾	MgSO<sub>4</sub>.KCL<sub>2</sub>.2.75H<sub>2</sub>O	55	g
					结晶水	769	g

Vsm(II)＝	0.5	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	0.6	kg
SP(II)中的不溶物质量	0.03	kg

收获的晶体用1.5kg淡水进行洗涤。该水质量大约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅱ)相同的锂浓度。

阶段Ⅱ输送的有效体积＝44.41dm³

阶段III：预处理

将1.875kg CaCl₂.2H₂O悬浮于2dm³淡水后加入到总FL(II)中。搅拌一个小时并分离各相，获得以下结果：

液相FL(Ⅲ)

FL(III)的质量	53	kg
			ρ(FL(III))	1.258	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(III))	44	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(III))	380	g/dm<sup>3</sup>

FL(III)的化学组成：

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(III)	N/D	5.03	1.245

阶段Ⅲ的沉淀固体(SP(Ⅲ))：

固体SP(Ⅲ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(III)

0.219

15.28

2.665

-

0.51

0.52

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(III)	6.86	57.13	5.00	1.1

沉淀固体质量SP(Ⅲ)的理论计算：

这不包括：

·润湿溶液

·不溶物

总沉淀＝1,906g这不包括：润湿溶液

沉淀盐：

11.5mol	CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O
		结晶水(g)	828

润湿溶液体积(Vsm(Ⅲ))的计算：

Vsm(III)＝	0.1	dm<sup>3</sup>
			SM的质量	0.2	kg
SP(III)中的不溶物质量	0.02	kg

收获的晶体用1kg淡水进行洗涤。该水质量大约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅲ)相同的锂浓度。

阶段Ⅲ输送的有效体积＝42.4dm³

阶段IV：最终预浓缩

在第107天，FL(III)被运输到位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，并暴露于太阳蒸发。

子阶段IV.1

在第124天，取液相样品。确定FL(IV.1)中的锂浓度，获得的值为16.856g/dm³。决定继续通过太阳蒸发进行浓缩过程。

子阶段IV.2

通过太阳蒸发继续进行浓缩过程，并在第129天分离各相，获得以下结果：

液相FL(Ⅳ.2)：

FL(IV.2)的质量	17.87	kg
			ρ(FL(IV.2))	1.314	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(IV.2))	13.6	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.2))	495	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.2)

2,1453

2,170

84,338

55,455

954

758

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(IV.2)

-

8

9

329,402

519

N.D.

在阶段IV.2沉淀的固体(SP(IV.2))：

固体SP(Ⅳ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.2)

0.201

0.592

15.284

0.596

5.93

6.25

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.2)	61.25	1.05	5.00	1.3

沉淀固体SP(Ⅳ.2)质量的理论计算：

水氯镁石	MgCl<sub>2</sub>.6H<sub>2</sub>O	4,644	g
				光卤石	MgCl<sub>2</sub>.KCl.6H<sub>2</sub>0	612	g
石膏	CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O	36	g
					结晶水	5,292	g

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	1.0	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	1.3	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.12	kg

¹E cryst w：蒸发结晶水

收获的晶体用8kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅳ.2)相同的锂浓度。

阶段IV.2输送的有效体积(L)＝13.2dm³

子阶段IV.2

虽然在阶段IV.2的演变期间，不结晶化学式中包含锂的盐(由SP(IV.2)盐中的低锂含量证明)，但在实验室中已证实，当蒸发约200cm³的水时，通过指示锂-光卤石的结晶，液相中的锂浓度降低，并且Mg/Li比也降低，指示同时发生的水氯镁石结晶。发生这种情况的原因是钾浓度低且镁浓度高。然后决定向FL(IV.2)中加入通过在4.136dm³淡水中溶解1.169kg KCl制备的水溶液，获得以下结果：

液相FL(Ⅳ.2')

FL(IV.2')的化学组成：

FL(IV.2′)的质量	23.24	kg
			ρ(FL(IV.2′))	1.305	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(IV.2′))	17.810	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.2′))	395	g/dm<sup>3</sup>

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.2′)

16,430

1,663

57,277

42,490

731

19,223

测定

Ba

Sr

Fe

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(IV.2′)

-

6

7

257,775

398

N.D.

沉淀固体SP(Ⅳ.2)质量的理论计算：

结晶盐：

在第136天，FL(IV.2')与沉淀固体的非均相混合物暴露于太阳蒸发。

在第143天，将固体与液相分离，并且获得以下结果。

液相FL(Ⅳ.3)：

FL(IV.3)的质量	10.69	kg
			ρ(FL(IV.3))	1.314	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(IV.3))	8.1	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.3))	511	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.3)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.3)

35364

3177

62469

44523

780

722

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(IV.3)

-

8

9

359,077

4311

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(IV.3)	N/D	3.00	1.314

在阶段IV.3沉淀的固体(SP(IV.3))：

固体SP(Ⅳ.3)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.3)

0.899

0.126

28.066

2.050

0.22

12.71

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.3)	49.25	0.92	26.00	1.3

沉淀固体质量SP(Ⅳ.3)的理论计算：

	FL(IV.2′)中的质量	FL(IV.3)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Li<sup>+</sup>	293	293	0	0.0
					Na<sup>+</sup>	13	6	7	0
K<sup>+</sup>	323	6	318	8
					Ca<sup>++</sup>	30	26	41	1.0
Mg<sup>++</sup>	1,020	508	512	21.1
					Cl<sup>-</sup>	4,591	2,922	1,669	47
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	7	35	-	-
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	757	362	394	2.5
					Cryst.w NE			1,170
			4,111

总沉淀4.084kg

沉淀盐：

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	3.5	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	4.6	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.04	kg

收获的晶体用4.6kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅳ.2)相同的锂浓度。

阶段IV.2输送的有效体积(L)＝13.2dm³

阶段Ⅴ

子阶段V.1的处理

将7.95dm³获得的(FL(IV.3))放在容量为30dm³的塑料容器中。用塑料铲手动搅拌，加入通过将1.665kg氢氧化钙悬浮在3.100dm³的淡水中制备的氢氧化钙悬浮液。之后持续搅拌，立即加入通过在35℃下将3.169kg无水硫酸钠溶解在6.3dm³淡水中制备的水溶液。处理后获得的非均相混合物通过离心作用进行分离，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅴ.1)：

FL(V.1)的质量	17.68	kg
			ρ(FL(V.1))	1.14	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(V.1))	15.5	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.1))	271	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅴ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(V.1)

17,699

1,350

12

6,401

62,218

722

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(V.1)

-

2

5

177,241

5,650

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(V.1)	N/D	10.60	1.140

阶段V.1沉淀的固体(SP V.1)：

固体SP(Ⅴ.1)的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(V.1)	<0.04	39.90	33.00	1.8

沉淀固体质量SP(Ⅴ.1)的理论计算：

总沉淀＝5,035g

润湿溶液体积(Vsm(V.1))的计算：

子阶段V.2

将15.5dm³获得的(FL(V.1))放在容量为30dm³的塑料容器中。用塑料铲手动搅拌，加入82cm³的4 N氢氧化钠溶液(160g/dm³)，确认pH达到11.2。之后持续搅拌，立即加入通过将55g碳酸钠溶解在190cm³淡水中制备的水溶液。然后，在不暂停止搅拌的情况下，加入通过将223g氯化钡二水合物溶解在700cm³淡水中制备的水溶液。使非均相混合物静置，然后通过真空过滤分离出沉淀固体，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅴ.2)：

FL(V.2)的质量	18.01	kg
			ρ(FL(V.2))	1.13	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(V.2))	15.93	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.2))	266	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅴ.2)的化学组成：

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(V.2)	6	11.20	1.130

阶段V.2沉淀的固体(SP V.2)：

SP(V.2)的总质量＝	0.295	kg
			105℃时的总蒸发水	8	％
采用的H＝	8	％

固体SP(Ⅴ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(V.2)

0.012

16.40

10.00

1.750

<0.03

测定

Cl-

SO4＝

湿度

不溶物

Ba++

CO3＝

单位

％(w/w)

技术

银量法

重量测定法

ICP-OES

滴定法

Comp.SP(V.2)

<0.04

38.90

8.00

1.8

45.70

11.30

沉淀固体质量SP(Ⅴ.1)的理论计算：

	FL(V.1)中的质量+加入	FL(V.2)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	moles
Li<sup>+</sup>	274	269	5	0.8
					Na<sup>+</sup>	1,003	1,020	-17	-1
K<sup>+</sup>	11	7	4	0
					Ca<sup>++</sup>	21	0	21	0.5
Mg<sup>++</sup>	0	0	0	0.0
					Ba<sup>++</sup>	123	-	123	0.9
Cl<sup>-</sup>	2,843	2,836	0	0
					SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	88	1	87	0.9
OH<sup>-</sup>	-	-	-	0.0
					CO<sub>3</sub><sup>＝</sup>	30	0.1	30	0.5
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	99	98	1	0.0
								254	g
Cryst.w NE			0
								254	g

总沉淀258g

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

阶段VI：处理后浓缩

FL(V.2)暴露于太阳蒸发下直到锂浓度达到37g/dm³(3％)，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅵ)：

FL(VI)的质量	9.04	kg
			ρ(FL(VI))	1.26	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(V.I))	7.17	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VI))	326	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅵ)的化学组成：

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(VI)	6	8.60	1.260

阶段Ⅵ沉淀的固体(SPⅥ)：

SP(VI)的总质量＝	2.29	kg
			105℃时的总蒸发水	8	％
采用的H＝	8	％

固体SP(Ⅵ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(VI)

0.094

<0.01

0.023

38.53

<0.03

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(VI)	61.10	<0.01	8.00	1.1

沉淀盐质量的理论计算：

	FL(V.2)中的质量	FL(VI)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	moles
Li<sup>+</sup>	269	269	0	0.0
					Na<sup>+</sup>	1,020	235	784	34
K<sup>+</sup>	7	10	-2.3	0
					Ca<sup>++</sup>	0.2	0.2	-0.1	0.0
Mg<sup>++</sup>	0	0	0	0.0
					Cl<sup>-</sup>	2,836	1735	1,101	31
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	0	0	0	0.0
					OH<sup>-</sup>	-	0	0	0.0
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	98	92	6	0.04
								1,889	g
Cryst.w NE			0
								1,889	g

总沉淀＝1912g

润湿溶液体积(Vsm(VI))的计算：

收获的晶体用1.1kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅵ)相同的锂浓度。

阶段Ⅵ输送的有效体积＝7.05dm³

阶段VII：最终浓缩

FL(VI)暴露于太阳蒸发下，以使锂浓度达到75g/dm³至85g/dm³之间。在该最终浓缩中，各相被分离，并且得到以下结果：

液相FL(Ⅶ)：

FL(VII)的质量	4.24	kg
			ρ(FL(VII))	1.26	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(VII))	3.37	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VII))	509	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅶ)的化学组成：

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(VII)

31

5

8

410,520

80

N.D.

阶段Ⅶ沉淀的固体(SPⅦ)：

SP(VII)的总质量＝	0.96	kg
			105℃时的总蒸发水	18	％
采用的H＝	18	％

固体SP(Ⅶ)的化学组成：

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(VII)	61.10	<0.01	8.00	1.1

在最终浓缩阶段VII时结晶盐质量的理论计算：

总沉淀＝636g

润湿溶液体积(Vsm(VII))的计算：

收获的晶体用40cm³淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅶ)相同的锂浓度。

阶段Ⅶ输送的有效体积＝3.05dm³

操作变量的计算

当使用机械冷却结晶设备进行阶段II包括的冷却过程并且将超过35g/dm³的预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点时，使用来自珀苏埃罗斯盐滩的盐水对年产10,000吨当量碳酸锂的操作变量执行计算。

阶段I：初始预浓缩池

第一未收获期：

阶段I：初始预浓缩池

后续未收获期：

微咸水：密度小于1,100g/dm³的水

阶段Ⅰ的辅助池：620,000m²

阶段II：冷却

该阶段在机械冷却结晶设备中进行，该阶段的最高盐水流(即池系统运行的收获后时期对应的盐水流)被详述。

待冷却的盐水

流动：47m3/h

密度：1.258kg/dm³

平均温度16℃

总溶解固体含量：0.368kg/dm³

进入冷却设备的液相的化学组成：

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

比色法

Comp.FL(2)

-

34

3

226,753

42,896

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(2)	ND	4.88	1.283

单位热：0.85kcal/kg℃

冷却期间结晶的盐：

·光卤石(MgCl₂.KCl.6H₂O):1.5t/t CLE

·钾芒硝[K_2.25Na_1.75(SO₄)₂]:0.9t/t CLE

·钾盐镁矾(MgSO₄.KCl₂.2.75H₂O):0.27t/t CLE

CLE：当量碳酸锂

在这些条件下容易证明，对于理想性能系数(卡诺)的60％的性能系数，每生产一吨碳酸锂所需的机械能小于0.09Mwh。

冷却后获得的液相

流动：45m3/h

密度：1.258kg/dm³

平均温度11℃

总溶解固体含量：0.368kg/dm³

从冷却设备出来的液相的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL

7,745

131

60,358

23,416

13,268

15,986

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

比色法

Comp.FL(2)

-

5

3.74

218,160

29,150

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(2)	N/D	5.00	1.258

用于洗涤晶体的淡水：4,000m³

阶段III：预处理

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

二水氯化钙：1.47吨

淡水：1.57m³

预处理后的液相：

体积(后续未收获期)：365,901m³

锂浓度：7.186g/dm³

密度1,258g/dm³

总溶解固体：380g/dm³

预处理时对于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：1.49吨

农业石膏：1.2吨

阶段IV：最终预浓缩池

第一未收获期：

阶段IV：最终预浓缩池

后续未收获期：

	子阶段IV.1	子阶段IV.2	子阶段IV.3
				进入体积(m<sup>3</sup>/年)	365,901	150,399	153,772
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	7.186	16.856	16.430
				排出体积(m<sup>3</sup>/年)	150,399	117,768	68,056
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	16.856	21.453	35.364
				SP(t/年)	73,527	4,673	24,842
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	3,659	1,504	1,178
				洗涤水(m<sup>3</sup>/年)	21,810	1,575	7,685
默认SL高度(cm)	12	12	12
				沉淀盐高度(cm/2年)	77	39	57
池面积(m<sup>2</sup>)	230,000	47,000	129,000
				进入体积(m<sup>3</sup>/年)	72	16	88

在阶段IV.3的开始，每吨当量碳酸锂加入0.92吨氯化钙(KCl)。

经过初始预浓缩且锂浓度等于35.364g/dm³的盐水被运输到具有工业基础设施的地点，在该地点执行阶段V、VI和VII。

当该预浓缩盐水被运输到具有工业基础设施的地点时，进行与在本发明的详细描述内容中所指示的相同的计算，在这种情况下，在盐滩和所选地点之间少运输了0.430吨物料(固体基础运输)。

阶段V：处理

子阶段V.1

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

熟石灰：1.31吨

硫酸钠(无水基)：2.49吨

淡水：7.4m³

子阶段V.1后的液相：

体积(后续未收获期)：132,757m³

锂浓度：17.699g/dm³

密度：1.14g/dm³

总溶解固体：271g/dm³

在子阶段V.1时对于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：3.95吨

农业石膏：2.3吨

硫酸镁：0.9吨

子阶段V.2

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

氢氧化钠(干基)：0.01吨

碳酸钠(干基)：0.043吨

二水合氯化钡：0.17吨

淡水：0.76m3

子阶段V.2后的液相：

体积：142,541m³

锂浓度：16.881g/dm³

密度：1.13g/dm³

总溶解固体：266g/dm³

在子阶段V.2时产生的固体流出物量(对于每吨当量碳酸锂进行表述)：0.2吨

硫酸钡：0.16吨

阶段Ⅵ和Ⅶ

当将预浓缩盐水运输到具有商业基础设施的地点时，可以方便地在热辅助蒸发结晶器中执行阶段VI和阶段VII。

由于在阶段VI和VII蒸发的单位水量为每吨当量碳酸锂8,862kg水，使用具有多阶段蒸发的结晶设备，以每吨当量碳酸锂的标准立方米气体表示的单位热能需求小于280。这种来自所使用的任何初始来源的能量成本完全被操作优势、阶段Ⅵ和Ⅶ时的锂回收增加以及获得的副产物(例如对于每吨当量碳酸锂的400kg高纯度氯化钠以及对于每吨当量碳酸锂的8,620dm³的蒸馏水)抵消。

微咸水：10m³

淡水：42.62m³

氯化钙：1.47吨

氯化钡：0.17吨

氯化钾：0.92吨

氢氧化钙：1.31吨

硫酸钠(无水基)：2.49吨(在阶段Ⅱ获得的可使用硫酸钠)。

氢氧化钠(干基)：0.01吨

碳酸钠(干基)：0.043吨

对于每吨当量碳酸锂计算的在预处理阶段和处理阶段产生的固体流出物预处理阶段：1.49吨处理阶段：4.15吨

结论

在该示例中，示出了在阶段IV的最后一个子阶段中加入氯化钾是如何使得由该阶段输送的液相达到更高的锂浓度。这不仅减少了处理阶段时的试剂消耗，还允许将预浓缩盐水运输到具有工业基础设施的地点以执行阶段V、VI和VII。在该示例中，运输到具有工业基础设施的地点，并且表明，由于在阶段VI和VII时蒸发所需的水量，可以使用具有多阶段蒸发的热辅助结晶设备。

示例3：来自里奥格兰德盐滩的天然盐水

该盐滩是位于海拔超过3,800m的阿根廷普纳地区的盐矿。

现场和实验室试验

执行ECL的天然盐水中的锂含量为0.340g/dm³，开始试验的限定体积为835dm³。

在第1天，通过从里奥格兰德盐沼的现有井泵浦来提取840dm3天然盐水。该井的深度约为30m，定义该井位置的坐标为：

纬度：25°5’27.2”-经度：68°8’23.6”

该天然盐水(记作FL(i))被运输到位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，并在第二天将该天然盐水注入均约1.5m²的三个类似池子中。池子中的平均高度为约0.186m。

天然盐水(FL(i))

FL(i)质量	1,022	kg
			<sup>1</sup>ρ(FL(i))	1.209	kg/dm<sup>3</sup>
<sup>2</sup>V(FL(i))	835	dm<sup>3</sup>
			<sup>3</sup>STD(FL(i))	340	g/dm<sup>3</sup>

¹ρ(FL(i))：阶段I的液相密度

²V(FL(i))：阶段I的液相体积

³STD(FL(i))：该阶段时液相的总溶解固体

FL(i)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(i)

382

245

4,759

1,393

115,400

6,856

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(i)

-

178,910

32,028

N.D.

阶段I：初始预浓缩

子阶段I.1

盐水FL(i)暴露于太阳蒸发过程43天。在第44天，将晶体与液相分离，获得以下结果。

液相FL(I.1)：

FL(I.1)质量	421	kg
			ρ(FL(I.1))	1.263	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(I.1))	334	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(I.1))	384	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅰ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(I.1)

956

159

11,900

3,744

106,486

17,498

子阶段I.1的沉淀固体(SP(I.1))：

SP(I.1)的总质量＝235.15kg

105℃时的总蒸发¹w＝21％

湿度(H)＝18％

1w:水

固体SP(Ⅰ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(I.1)

0.024

0.43

0.2159

0.027

37.10

0.314

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.1)	53.09	1.087	18.00	1.2

沉淀固体质量SP(I.1)的理论计算：

总沉淀159502g

润湿溶液体积(Vsm(I.1))的计算：

沉淀盐：		结晶水
			2585mol	NaCl
3.8mol	CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O	137g
			30.4mol	Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.10H<sub>2</sub>O	5,472g
总结晶水		5,607g

收获的晶体用120kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅰ.1)相同的锂浓度。

子阶段I.1输送的有效体积：

V(FL I.1)＝328dm³

子阶段I.2

将盐水FL(I.1)注入池子并暴露以继续进行太阳蒸发过程直到第58天。在第58天，将固体与液相分离，并且获得以下结果。

液相FL(I.2)：

FL(I.2)质量	182	kg
			ρ(FL(I.2))	1.294	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(I.2))	141	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(I.2))	451	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅰ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(I.2)

2,228

104

27,004

8,530

86,875

35,128

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(I.2)

-

161,753

128,886

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(I.2)	ND	6.30	1.294

子阶段I.2的沉淀固体(SP(I.2))：

SP(I.2)的总质量＝68.2kg；H＝3.27％

固体SP(I.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(I.2)

0.070

0.10

0.2500

0.009

35.09

5.42

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(I.2)	53.74	8.14	3.27	1.2

沉淀固体质量SP(I.2)的理论计算：

	FL(I.1)中的质量	FL(I.2)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol
Na<sup>+</sup>	35,529	12,227	23,302	1,013
					K<sup>+</sup>	5,838	4,944	894	23
Ca<sup>++</sup>	53	15	38	1.0
					Mg<sup>++</sup>	3,903	3,801	103	4.2
Cl<sup>-</sup>	57,636	22,765	34,871	982
					SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	23,457	18,139	5,318	55.4
HCO<sub>3</sub>-	-	-	-	-
					B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,249	1,201	49	0.31
			64,575
							<sup>1</sup>Cryst.w	243
			64,818

¹Cryst.w＝结晶水

总沉淀65,577g

润湿溶液体积(Vsm(I.2))的计算：

Vsm(I.2)＝	3.2	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	4.1	kg
SP(I.2)中的不溶物质量	0.8	kg

收获的晶体用35kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅰ.2)相同的锂浓度。

子阶段I.2输送的有效体积＝139.9dm³

阶段II：冷却

在第68天，FL(I.2)被运输到实验室，在冰箱中以零下7摄氏度(-7℃)冷却5天，并获得以下结果。

液相FL(Ⅱ)：

FL(II)质量	130	kg
			ρ(FL(II))	1.258	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(II))	103	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(II))	344	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅱ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(II)

3,023

121

35,716

10,077

48,336

24,147

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(II)

-

194,302

27,957

N.D.

测定	HCO<sub>3</sub><sup>--</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(II)	N/D	7.00	1.258

阶段Ⅱ的沉淀固体(SP(II))：

SP(II)的总质量＝	58.71	kg
			105℃时的总蒸发水	57.82	％
采用的H＝	6	％

固体SP(Ⅱ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(II)

0.033

0.088

0.424

0.024

25.43

5.19

沉淀固体质量SP(Ⅱ)的理论计算：

	FL(I.2)中的质量	FL(II)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Na<sup>+</sup>	12,154	4,984	7,170	312
					K<sup>+</sup>	4,914	2,490	2,425	62
Ca<sup>++</sup>	15	12	2	0.1
					Mg<sup>++</sup>	3,778	3,683	95	3.9
Cl<sup>-</sup>	22,629	20,034	2,595	73
					SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	18,031	2,883	15,149	157.8
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
					B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,193	1,039	154	1.0
Cryst.w NE			9,487
								37,077

¹Cryst.w NE：非蒸发结晶水润湿溶液体积(Vsm(II))的计算：

收获的晶体用25kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅱ)相同的锂浓度。

阶段Ⅱ输送的有效体积＝98.62dm³

阶段III：预处理

将4.144kg CaCl₂.2H₂O悬浮于4.425dm³淡水后加入到总FL(II)中。搅拌一个小时并分离各相，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅲ)：

FL(III)质量	53	kg
			ρ(FL(III))	1.215	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(III))	102	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(III))	286	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅲ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(III)

2,860

1,476

34,524

11,462

46,575

2,450

测定	HCO<sub>3</sub><sup>--</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(III)	N/D	5.03	1.245

阶段Ⅲ的沉淀固体(SP(Ⅲ))：

SP(III)总质量＝	9.240	kg
			105℃时的总蒸发水	37.47	％
采用的H＝	11	％

固体SP(Ⅲ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(III)

0.173

24.732

2.025

0.012

2.95

1.37

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(III)	10.52	65.76	11.00	1.1

沉淀固体质量SP(Ⅲ)的理论计算：

	FL(II)中的质量+加入	FL(III)的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Na<sup>+</sup>	4,680	4,751	-	-
					K<sup>+</sup>	2,338	250	2,088	53
Ca<sup>++</sup>	1,142	151	991	24.7
					Mg<sup>++</sup>	3,458	3,521	-	-
Cl<sup>-</sup>	20,812	18,585	2,227	63
					SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	2,707	488	2,219	23.1
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
					干燥沉淀固体			7,525
非蒸发结晶水			45
					亚总沉淀			7,570

这不包括：

润湿溶液

不溶物

沉淀盐：		Cryst.w
			沉淀盐：		(g)
CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O:	25mol	900
			KCl:	53mol

总沉淀：7,655g

这不包括：润湿溶液。

润湿溶液体积(Vsm(Ⅲ))的计算：

偏差＝0.035

收获的晶体用4.5kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅲ)相同的锂浓度。

阶段Ⅲ输送的有效体积(L)＝100dm³

阶段IV：最终预浓缩

在第79天，FL(III)被运输到位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，并暴露于太阳蒸发。通过太阳蒸发继续进行浓缩过程，并在第98天分离各相，获得：

液相FL(Ⅳ.1)：

FL(IV.1)质量	38.36	kg
			ρ(FL(IV.1))	1.29	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(IV.1))	29.7	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.1))	425	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅳ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.1)

9,618

303

80,516

37,268

5,285

6,669

阶段IV.1的沉淀固体(SP(V.1))：

SP(IV.1)的总质量＝	26.29	kg
			105℃时的总蒸发水	37.47	％
采用的H＝	12	％

固体SP(Ⅳ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.1)

0.045

0.749

5.314

0.038

22.14

8.66

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.1)		14.45	12.0	0.5

沉淀固体质量SP(Ⅳ.1)的理论计算：

总沉淀 17250g

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	3.5	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	4.5	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.08	kg

沉淀盐		(g)
			MgCl<sub>2</sub>.6H<sub>2</sub>O	43.5mol	4,698
CaSO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O	3.6mol	130
			NaCL	190mol
结晶水		4,828

¹E cryst w：蒸发结晶水

收获的晶体用14kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅳ.1)相同的锂浓度。

阶段IV.1输送的有效体积＝28.1dm³

子阶段IV.2

在第99天，FL(Ⅳ.1)被运输到位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，并暴露于太阳蒸发。通过太阳蒸发继续进行浓缩过程，并在第127天分离各相，获得以下结果。

液相FL(Ⅳ.2)：

FL(IV.2)质量	27.32	kg
			ρ(FL(IV.2))	1.303	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(IV.2))	21.0	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(IV.2))	468	g/dm<sup>3</sup>

FL(IV.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(IV.2)

12,892

130

94,105

35,486

1,096

832

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(IV.2)

-

318,087

5,629

N.D.

阶段(IV.2′)的沉淀固体：

SP(IV.2)总质量＝	4.05	kg
			105℃时的总蒸发水	50.03	％
采用的H＝	11	％

固体SP(Ⅳ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(IV.2)

0.304

0.160

12.430

3.430

4.23

6.23

DETERMINATION	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					UNIT	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
TECHNIQUE	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(IV.2)	57.53	0.42	11.0	0.8

沉淀固体质量SP(Ⅳ.2)的理论计算：

	FL(IV.1)中的质量	FL(IV.2)中的质量	沉淀质量	沉淀摩尔量
					单位	g	g	g	mol g
Li<sup>+</sup>	270	270	0	0.0
					Na<sup>+</sup>	149	23	126	5
K<sup>+</sup>	187	17	170	4
					Ca<sup>++</sup>	9	3	6	0.1
Mg<sup>++</sup>	2,262	1,973	290	11.9
					Cl<sup>-</sup>	7,885	6,668	1,217	34
SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	125	118	7	0.1
					HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	-	-	-	-
B<sub>4</sub>O<sub>7</sub><sup>＝</sup>	1,047	744	303	2.0
								217
Cryst.w NE			2,335

总沉淀2,352g

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	0.6	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	0.8	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.02	kg

偏差-0.031

收获的晶体用2kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅳ.2)相同的锂浓度。

阶段IV.2输送的有效体积＝20.1dm³

阶段V：处理

子阶段V.1

将20.1dm³获得的(FL(V.2))放在容量为60dm³的塑料容器中。用塑料铲手动搅拌，将5.833kg氢氧化钙以固体形式加入7.95dm³。之后持续搅拌，立即加入通过在35℃下将11.183kg无水硫酸钠溶解在28.14dm³淡水中制备的水溶液。处理后获得的非均相混合物通过离心作用进行分离，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅴ.1)：

FL(V.1)质量	54.26	kg
			ρ(FL(V.1))	1.14	kg/dm<sup>3</sup>
Vt(FL(V.1))	47.6	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.1))	228	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅴ.1的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(V.1)

5,379

1,194

220

4,685

73,279

368

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(V.1)	N/D	8.90	1.140

阶段V.1的沉淀固体(SP V.1)：

SP(V.1)的总质量＝	42.75	kg
			105℃时的总蒸发水	55.12	％
采用的H＝	42	％

固体SP(Ⅴ.1)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na++

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(V.1)

0.310

17.46

10.55

4.720

4.54

0.04

测定	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>＝</sup>	湿度	不溶物
					单位	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)	％(w/w)
技术	银量法	重量测定法	重量测定法	重量测定法
					Comp.SP(V.1)	49.25	39.06	42.00	1.8

沉淀固体质量SP(Ⅴ.1)的理论计算：

润湿溶液体积(Vsm(V.1))的计算：

Vsm(V.1)＝	19.6	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	22.3	kg
SP(V.1)中的不溶物质量	0.33	kg

结晶水(g)

沥干固体通过将其悬浮在68dm³淡水中进行洗涤，并再次进行离心。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(V.1)相同的锂浓度。得到FL(V.1)的体积为：

V(FLV.1)＝45.6dm³

子阶段V.2

将45.6dm³获得的(FL(V.1))放在容量为60dm³的塑料容器中。用塑料铲手动搅拌，加入300cm³的4N氢氧化钠溶液(160g/dm³)，确认pH达到11.2。之后持续搅拌，立即加入通过将141.4g碳酸钠溶解在480cm³淡水中制备的水溶液。然后，在不停止搅拌的情况下，加入通过在4.290dm³淡水中溶解1.497kg二水合氯化钡制备的水溶液。使非均相混合物静置，然后通过真空过滤分离出沉淀固体，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅴ.2)：

FL(V.2)质量	53.30	kg
			ρ(FL(V.2))	1.13	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(V.2))	47.17	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(V.2))	220	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅴ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(V.2)

5,200

163

27.00

4,142

72,772

366

测定	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(V.2)	0	11.20	1.130

阶段V.2的沉淀固体(SP V.2)：

SP(V.2)总质量＝	1.855	kg
			105℃时的总蒸发水	8	％
采用的H＝	8	％

固体SP(Ⅴ.2)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(V.2)

0.275

2.63

0.51

0.315

3.46

<0.03

测定

Cl-

SO4＝

湿度

不溶物

Ba++

CO3＝

单位

％(w/w)

技术

银量法

重量测定法

ICP-OES

滴定法

Comp.SP(V.2)

<0.04

38.90

8.00

1.8

47.70

4.21

沉淀固体质量SP(Ⅴ.2)的理论计算：

总沉淀＝1,555g

润湿溶液体积(Vsm(IV.2))的计算：

Vsm(IV.2)＝	0.16	dm<sup>3</sup>
			润湿溶液质量	0.2	kg
SP(IV.2)中的不溶物质量	0.03	kg

沥干固体用0.9dm³淡水进行洗涤，并再次进行离心。洗涤水被浓缩，直到达到与FL(V.2)相同的锂浓度。得到FL(V.3)的体积为：

V(FL V.2)＝46.1dm³

阶段VI：处理后浓缩

FL(V.2)暴露于太阳蒸发下以使锂浓度达到37g/dm³(3％)，并且获得以下结果：

液相FL(Ⅵ)：

FL(VI)质量	8.05	kg
			ρ(FL(VI))	1.26	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(VI))	6.39	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VI))	318	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅵ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(VI)

37,100

132

11.00

16,890

35,780

1,390

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(VI)

34

5

8

237,830

50

N.D.

阶段Ⅵ的沉淀固体(SPⅥ)：

SP(VI)总质量＝	10.03	kg
			105℃时的总蒸发水	8	％
采用的H＝	8	％

固体SP(Ⅵ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(VI)

0.094

<0.01

0.023

38.53

<0.03

沉淀固体质量SP(Ⅵ)的理论计算：

润湿溶液体积(Vsm(VI))的计算：

收获的晶体用5kg淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅵ)相同的锂浓度。

阶段Ⅵ输送的有效体积：6.1dm³

阶段VII：最终浓缩

FL(VI)暴露于太阳蒸发下，以使锂浓度达到75g/dm³至85g/dm³之间。在该最终浓缩中，各相被分离，并且得到以下结果：液相FL(Ⅶ)：

FL(VII)质量	3.67	kg
			ρ(FL(VII))	1.26	kg/dm<sup>3</sup>
V(FL(VII))	2.91	dm<sup>3</sup>
			STD(FL(VII))	498	g/dm<sup>3</sup>

FL(Ⅶ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B4O7＝

Na+

K+

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

Comp.FL(VII)

78,160

38

7.00

24,911

3,830

2,130

测定

Ba++

Sr++

Fe+++

Cl-

SO4＝

CO3＝

单位

mg/dm3

技术

ICP-OES

银量法

重量测定法

容量测定法

Comp.FL(VII)

31

5

8

405,520

80

N.D.

测定	CO<sub>3</sub><sup>＝</sup>	pH	密度
				单位	mg/dm<sup>3</sup>	UpH	kg/dm<sup>3</sup>
技术	容量测定法	电势测定法	比重测定法
				Comp.FL(VII)	ND	8.20	1.260

阶段Ⅶ的沉淀固体(SPⅦ)：

SP(VII)总质量＝	0.73	kg
			105℃时的总蒸发水	8	％
H＝	8	％

固体SP(Ⅶ)的化学组成：

测定

Li+

Ca++

Mg++

B

Na+

K+

单位

％(w/w)

ppm

％(w/w)

技术

ICP-OES

Comp.SP(VII)

0.094

<0.01

0.023

38.53

<0.03

沉淀固体SPⅦ质量的理论计算：

总沉淀＝587g

润湿溶液体积(Vsm(VII))的计算：

收获的晶体用40cm³淡水进行洗涤。该水质量约等于收获的晶体质量的一半。

洗涤水被浓缩，直到达到与FL(Ⅶ)相同的锂浓度。

阶段Ⅶ输送的有效体积：2.8dm³

操作变量的计算

当在天然结晶器中进行阶段II的冷却过程并且在太阳蒸发池中进行阶段VI和VII时，使用来自里奥格兰德盐滩的盐水进行年产量为10,000吨当量碳酸锂的操作变量的计算。

阶段I：初始预浓缩池

第一未收获期

	子阶段I.1	子阶段I.2
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	8,002,135	2,603,262
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	0.382	0.956
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	2,603,262	936,624
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	0.956	2.228
			SP(t/年)	1,492,884	495,877
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	40,011(微咸水)	26,033(微咸水)
			默认SL高度(cm)	12	12
每两年的沉淀盐高度(cm)	123	103
			池面积(m<sup>2</sup>)	2,550,000	940,000
注水时间(天)	39	39

阶段I：初始预浓缩池

后续未收获期：

	子阶段I.1	子阶段I.2
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	8,002,134	3,042,657
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	0.382	0.956
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	3,042,657	1,268,516
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	0.956	2.228
			SP(t/年)	1,492,884	579,574
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	40,010(微咸水)	30,427(微咸水)
			默认SL高度(cm)	12	12
沉淀盐高度(cm/2年)	114	103
			池面积(m<sup>2</sup>)	2,550,000	1,100,000
注水时间(天)	37	39

微咸水：密度小于1100g/dm³的水

阶段Ⅰ的辅助池：500,000m²

阶段II：冷却

蓄水池

待积聚用于冷却的总盐水体积(阶段Ⅰ的池子中的第一未收获期)：936,624m³

待积聚用于冷却的总盐水体积(阶段Ⅰ的池子中的后续未收获期)：1,268,516m³

用于冷却的积聚盐水的锂浓度：2.228g/dm³

蓄水池的总面积和深度：650,000m²和2.5m

蓄水池的数量：6

辅助蓄水池：1个，100,000m²

结晶器总面积(深0.5m)：320,000m²

每个结晶器的周期(其包括注水、排放、排干、洗涤晶体和排干洗涤水)：8天

冷却后积聚的总盐水体积(阶段Ⅰ的池子中的第一未收获期)：928,330m³冷却后积聚的总盐水体积(阶段Ⅰ的池子中的随后未收获期)：1,257,282m³

冷却后的积聚盐水的锂浓度：3.023g/dm³

冷却后的晶体量(无水硫酸钠基)：180,000吨

用于洗涤晶体的淡水：250,000m³

阶段III：预处理

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

二水氯化钙：3.54吨

淡水：3.78m³

预处理后的液相：

体积(后续未收获期)：919,027m³

锂浓度：2.860g/dm³

密度：1,215g/dm³

总溶解固体：286g/dm³

预处理时对于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：5.4吨

农业石膏：2.52吨

阶段IV：最终预浓缩池

第一未收获期：

	子阶段IV.1	子阶段IV.2
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	698,136	154,047
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	2.86	9.618
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	154,047	108,525
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	9.618	12.982
			SP(t/年)	111,438	12,058
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	7,000	1,500
			默认SL高度(cm)	12	12
沉淀盐高度(cm/2年)	76	78
			池面积(m<sup>2</sup>)	380,000	40,000
注水时间(天)	99	14

阶段IV：最终预浓缩池

后续未收获期：

	子阶段IV.1	子阶段IV.2
			进入体积(m<sup>3</sup>/年)	919,027	257,943
进入盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	2.86	9.618
			排出体积(m<sup>3</sup>/年)	257,943	189,065
排出盐水中的锂浓度(kg/m<sup>3</sup>)	9.618	12.982
			SP(t/年)	146,697	20,190
泵浦(m<sup>3</sup>/年)	9,200	2,600
			洗涤水(m<sup>3</sup>/年)	15,236	6,173
默认SL高度(cm)	12	12
			沉淀盐高度(cm/2年)	76	78
池面积(m<sup>2</sup>)	500,000	70,000
			注水时间(天)	99	14

阶段V：处理

子阶段V.1

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

熟石灰：4.98吨

硫酸钠(无水基)：9.55吨

0吨，如果不适用在阶段II分离的yan

淡水：31m³

子阶段V.1后的液相：

体积(后续未收获期)：428,547m³

锂浓度：5.379g/dm³

密度：1.14g/dm³

总溶解固体：228g/dm³

在子阶段V.1时对于每吨当量碳酸锂产生的固体流出物量：12.7吨

农业石膏：5.9吨

硫酸镁：4.4吨

子阶段V.2

对于每吨当量碳酸锂使用的试剂量和水量

氢氧化钠(干基)：0.041吨

碳酸钠(干基)：0.12吨

二水合氯化钡：1.28吨

淡水：4.33m³

子阶段V.2后的液相：

体积：427,640m³

锂浓度：5.200g/dm³

密度：1.13g/dm³

总溶解固体：220g/dm³

在子阶段V.2时产生的固体流出物量(对于每吨当量碳酸锂进行表述)：0.94吨

硫酸钡：0.83吨阶段Ⅵ和Ⅶ的池子

第一未收获期：

阶段Ⅵ和Ⅶ的池子

后续未收获期：

用于阶段IV、VI和VII的辅助池面积：100,000m²

微咸水：70m³

淡水：127.12m³

氯化钙：3.54吨

氯化钡：1.28吨

氢氧化钙：4.98吨

硫酸钠(无水基)：9.55吨

0吨，如果使用阶段II分离的盐

氢氧化钠(干基)：0.041吨

碳酸钠(干基)：0.12吨

在预处理阶段和处理阶段产生的固体流出物(对于每吨当量碳酸锂进行计算)

预处理阶段：5.4吨

处理阶段：13.64吨

对于每吨当量碳酸锂计算的无水硫酸钠共同产物

洗涤剂级无水硫酸钠：8吨

结论

该示例示出了该过程中阶段Ⅱ的执行对于每吨当量碳酸锂获得超过18吨无水硫酸钠的重要性。在这种情况下，唯一的选择是自然冷却，因为十水合硫酸钠的潜在结晶热，冷却结晶设备的机械能耗非常高。从该实例的现场和实验室试验结果可以明显看出，在不加入氯化钾的情况下，仅能确保液相中镁/锂的质量比仅从天然盐水的12.6下降到最终预浓缩盐水的7.3。处理具有所述镁/锂比的液相所需要的石灰和无水硫酸钠消耗的增加很大程度上用获得的无水硫酸钠生产补偿。重要的是要注意，即使在阶段V的试剂消耗较高的情况下，锂回收也为68％，并且应用该过程导致的环境影响最小。

示例4：确定在过程的阶段I、IV、VI和VII时在太阳蒸发池中进行浓缩的液相的蒸发速率

来自任何蒸发岩的天然盐水是进入阶段I的初始液相。随着过程的演变，该液相的化学组成和物理性质改变。而且，当水从饱和液相中蒸发时，不同的盐会结晶并沉淀。因此，测量在单位时间从给定面积的暴露于太阳蒸发的液相中蒸发的水量的安全方法是通过质量差。由于本发明的方法的特征之一是，在所涉及的任何阶段中都不会结晶且不沉淀其化学式中包含锂的盐，因此蒸发速率的变化可以基于锂浓度(其与不断演化的液相的物理性质和化学性质有关)来表示。

参见图9，在位于阿根廷胡胡伊省特雷斯莫罗斯地区的实验室外中心，对给出的三个示例进行了现场试验，还进行了试验以确定锂浓度最初在630-680mg/dm³之间的饱和天然盐水的蒸发速率。为了描述所使用的方法，下面详细介绍了在阶段I时对于液相演变(从锂浓度为670mg/dm³到锂浓度为9,500mg/dm³)获得的结果。

使用每一个均能容纳约20dm³液相的塑料容器进行测量，从而易于测量暴露于太阳蒸发的面积以及每个容器的质量。每次试验均以将300dm³液相装在15个塑料容器中为开始。装有盐水的容器首先被称重，然后暴露于太阳蒸发过程中。在夏季的4至6天和冬季的15至20天的时间段后，再次称量容器，分离并沥干沉淀固体，提取所获得液相的等分试样以确定锂浓度。对于每个容器，确定与相应锂浓度范围相关的蒸发速率。将获得的值取平均，确定与锂浓度范围的算术平均值相对应的平均蒸发速率。将获得的液相装入所需数量的塑料容器中(每个塑料容器装20dm³)。对容器进行称重，使新的液相质量再次暴露于太阳蒸发过程。这样可以得到不同锂浓度的液相对应的蒸发速率。全年重复试验，使用获得的结果，针对4月、5月、6月、7月、8月和9月(对于南半球，其被视为蒸发率较低的月份)，将蒸发速率值作为锂浓度的函数进行作图；这样可以得到蒸发速率对锂浓度的函数依赖性。对10月、11月、12月、1月、2月和3月(同样对于南半球，其被视为蒸发率较高的月份)对应的值重复相同的操作。

在以下时期进行5次试验：

试验1：从12/04到01/08

试验2：从02/03到03/13

试验3：从04/06到05/28

试验4：从06/02到08/02

试验5：从08/18到10/04

表10通过以mg/dm³表示锂浓度并以dm³/m²(等于毫米每天(mm/d))表示蒸发速率来详细描述所获得的结果。

基于Li浓度的TE测量表：

[Li+]：液相中的锂浓度

[Li+]_p：液相中的平均锂浓度

TE：蒸发速率

针对蒸发速率较低的月份和蒸发速率较高的月份，从这些值获得蒸发速率对锂浓度的函数依赖性。以此方式，可以获得在进行试验的范围内的任何锂浓度值的蒸发速率。平均年蒸发速率是通过对蒸发速率较高和较低期间的相应速率值求平均而获得的。通过将容器的获得值乘以系数0.7，可以估算出池子在给定锂浓度下运行的蒸发速率。

举例来说，下面的表A和表B示出了针对高蒸发速率、低蒸发速率时期和年平均值的不同锂浓度的蒸发速率值。

表A

表B

最终结论

相对于已应用的已知方法和计划应用的已知方法，本发明的方法具有创新的优点。主要优点详述如下：

·锂回收的值落在60％-70％范围内。当将锂回收按照有效获得的最终产品(碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂等)中包含的锂量除以从盐滩中为获得锂而提取的天然盐水中包含的锂量进行测量时，现有技术的任何方法(不使耗尽的和/或掺杂的盐水返回盐滩)都无法达到这些值。重要的是要注意，天然盐水是不会因将任何液体流出物排入盐滩而污染的盐水。

·对于相同盐水的加工，与现有技术中已应用或建议的方法相比，本发明的方法具有最低的单位试剂消耗，因此具有最低的固体流出物产生。

·产生具有低杂质含量的浓缩盐水，这是O-P方法中最困难的阶段之一(其为确保不将耗尽的和/或掺杂的盐水或任何其他液体流出物排入盐滩的过程)。

·简化并促进获得“粗”碳酸锂和纯化碳酸锂的方法，从而确保高纯度产品的生产。

·获得具有低杂质含量的浓缩盐水使得能够在不首先生产碳酸锂的情况下获得氢氧化锂。

·对于在池子所在地附近或在任何其他较远的地方进行获得碳酸锂的过程而言具有足够的灵活性。对于后一种情况，碳酸锂工厂还具有足够的灵活性，可以独立于池子区域运行，或者通过将等体积的液体运输到工厂从工厂运输，从而优化了运输成本。

·具有最大回收可以确保对于相同的CLE产量抽取最少的天然盐水流。这降低了抽取点的集水区影响附近淡水含水层这一事实的风险。

·如上面的描述所示，本发明专利的方法完全适用于工业规模。这是为对阿根廷普纳、玻利维亚高原和阿塔卡马沙漠盐滩中包含的盐水进行加工而提出的任何方法的基本条件。

Claims

1.一种从嵌入天然盐滩和盐沼的盐水中获得具有最低杂质含量的浓缩盐水、对环境影响最小且锂回收最大的方法，所述方法包括以下阶段：

a)建造通过太阳蒸发的分级结晶池；

b)将天然盐水注入池子；

c)在不沉淀含锂盐的情况下，对天然盐水进行初始预浓缩至液相的最大可能锂浓度；

d)对在c)中获得的预浓缩盐水进行冷却，以确保最大程度地沉淀含硫酸根阴离子的盐；

e)在冷却后，对通过冷却与沉淀的盐分离的盐水液相进行化学预处理以使该液相中的硫酸根阴离子最少化；

f)在不沉淀含锂盐的情况下，对预处理的液相进行最终预浓缩至该液相的最大可能锂浓度；

g)对在步骤f)与沉淀的盐分离的盐水液相进行化学处理，以使该液相中镁、钙、硼和硫酸根的浓度最小化；以及

h)对在步骤g)中获得的液相进行浓缩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得的盐水的锂浓度为约65g/dm³至约75g/dm³之间，且杂质含量低。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在初始预浓缩阶段c)获得高纯度氯化钠。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，当从由预浓缩阶段c)输送的液相中提取的热量较高，使得利用通过使用机械能的冷却设备的可选方案在经济上不可行时，利用所述盐滩所在地的气候特有的低温来进行冷却步骤d)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，当由预浓缩步骤c)输送的液相体积不高，并且包含硫酸阴离子且通过冷却结晶的盐的量不高，使得该可选方案在经济上不可行时，通过使用机械冷却结晶设备进行冷却步骤d)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在冷却阶段d)时，根据所述盐水的化学组成，分离出选自由硫酸钠、氯化钾、硫酸钾及其混合物构成的组中的盐。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在预处理阶段e)时，通过在先前的冷却阶段d)自然地使用有利天气条件或通过机械结晶器进行冷却显著地降低硫酸根/锂比，使氯化钙或氯化钡等试剂的使用最小化。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用等于获得的沥干固体流出物质量的三分之一的质量的水，对预处理阶段e)获得的固体流出物进行高效地洗涤，从而锂回收增加。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在预处理阶段e)中，当使用氯化钡作为试剂时，从获得的固体流出物中获得硫酸钡。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在预处理阶段e)中，当使用氯化钙作为试剂时，从获得的固体流出物中获得硫酸钙。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，将锂浓缩的程度限定为最终预浓缩阶段f)的极限可以使镁/锂比最小化。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，最小镁/锂比使得试剂的使用以及伴随的固体流出物生成减少，从而使锂回收最大化。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在最终预浓缩阶段f)时，获得氯化钠和氯化钾的混合物，从所述混合物中可以获得氯化钾。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，在必要时，向阶段f)的盐水加入氯化钾，以在不结晶化学式中包含锂的盐的情况下使锂浓度达到大于约35g/dm³。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤f)中的含锂大于35g/dm³的预浓缩盐水被运输到进行阶段g)和阶段h)的具有工业基础设施的地点，提高所述方法的性能。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，在冷却阶段d)中分离的硫酸钠被用作在处理阶段g)中的硫酸根阴离子的输入。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，处理阶段g)以两个子阶段进行，其中在第一子阶段g.1)中，使用氢氧化钙和硫酸钠或其他如芒硝或无水芒硝等化学或矿物来源的水溶性硫酸盐作为试剂，以减少镁、钙和硼的含量；以及在第一子阶段g.2)中，使用最小量的氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡以使镁、钙和硫酸根的含量最小化。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，当执行处理子阶段g.1)时，由于获得的固体流出物的分离和洗涤，获得大于约95％的锂回收。

19.权利要求1的方法，其中，使用来自任何初始来源的热辅助蒸发结晶器进行阶段h)。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，当选择在机械设备中执行最终浓缩阶段h)的可选方案时，可以获得淡水。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，可以定义并且计算为确定在所述方法的不同阶段中使用的太阳蒸发池系统、辅助池、蓄水池和天然结晶器所必需的变量。

22.根据权利要求1所述的方法，其中，可以确定用于对在所述方法期间从盐水分离的盐进行洗涤的水的体积约为沉积在池子和天然结晶器的地板上的晶体床的有效孔隙体积，并且具有嵌入晶体的液相中的锂浓度。

23.根据权利要求1所述的方法，其中，当将循环盐水从工厂运输到池子区域时，从所述池子区域运输出相同量的液体。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，获得低杂质含量的浓缩盐水允许在不需要运输被循环至池子所在地的溶液的情况下运行“粗”碳酸锂工厂和纯化碳酸锂工厂。

25.根据权利要求1所述的方法，其中，允许在位于具有良好工业基础设施的地点的单个工厂中生产碳酸锂和/或氢氧化锂，从任何蒸发岩向所述单个工厂运输以下物质：ⅰ)用以执行阶段g)和阶段h)以生产锂化合物的含锂超过35g/dm³的预浓缩盐水；以及ⅱ)用以生产锂化合物的含锂超过65g/dm³的经过处理和浓缩的盐水。

26.根据权利要求1所述的方法，其中，在对从所述盐滩提取的全部盐水进行加工之后，耗尽的和/或掺杂的盐水或任何其他液体流出物不倒入盆地。