基于扩展UNIQUAC模型的拉果错盐湖卤水25℃等温蒸发实验预测研究及其资源开发意义

为解决盐湖卤水等温蒸发实验周期长、成本高的问题，研究人员采用扩展UNIQUAC模型对拉果错盐湖硫酸型卤水25℃蒸发过程进行模拟预测，揭示了Na2SO4、Li2SO4·3Na2SO4·12H2O等矿物的析出规律，证实该模型可高效指导盐湖资源开发，为复杂硼-镁-碳酸盐体系提供理论支撑。

　　

盐湖资源开发面临实验周期长、采样难度大、成本高昂等瓶颈问题，传统热力学模型对含硼、镁、碳酸盐的复杂体系预测能力有限。拉果错盐湖作为资源丰富但成分复杂的硫酸型卤水代表，其高效开发亟需理论指导。25℃作为盐湖地区月均最高温的近似值，研究其等温蒸发规律对缩短实验周期、优化工艺流程具有重要意义。

研究团队采用丹麦技术大学Thomsen改进的扩展UNIQUAC模型，该模型通过自由能函数（G_UNIQUAC^e/RT）量化离子间短程非静电力，具有计算速度快、温度适应范围广的优势。以拉果错盐湖卤水为对象，通过恒温气候模拟舱进行25℃等温蒸发实验，结合ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱）、EDTA络合滴定和XRD（X射线衍射）等技术，动态监测液相离子浓度和固相矿物组成，并与模型预测结果对比验证。

3. 结果与讨论

3.1 蒸发路径特征

实验显示卤水初始组成位于无水芒硝相区，蒸发损失率达70.43%时开始析出Na₂SO₄，80.72%时出现硼砂（Na₂B₄O₇·10H₂O）和锂钠硫酸盐共沉淀。液相pH从初始9.384降至8.041，Na⁺浓度在蒸发损失88.60%时达峰值10.64%，而K⁺持续富集至4.36%。

3.2 模型验证

扩展UNIQUAC模型成功预测了NaCl、KCl和Na₂SO₄·3K₂SO₄的析出序列，与实验结果的吻合度达90%。唯一差异在于模型预测的2Li₂SO₄·Na₂SO₄·K₂SO₄未在实验中检出，可能与实际体系中硼、碳酸盐干扰有关。

4. 结论

该研究首次将扩展UNIQUAC模型应用于含硼盐湖卤水25℃蒸发预测，证实其能准确指导硫酸盐型卤水的盐析路径设计。特别值得注意的是，模型对早期锂盐（Li₂SO₄·3Na₂SO₄·12H₂O）和分散态硼砂的预测能力，为高锂盐湖资源的梯级开发提供了关键技术支撑。论文发表于《Desalination and Water Treatment》，为复杂体系盐湖卤水的工业化开发树立了理论-实验协同研究范式。