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鹵水鹽礦產開發中的環境地質問題

西北地區的鹽礦產開發主要以鹵鹽開采為主,礦山集中在青海、新疆兩省。青海察爾汗鉀鹽湖主要分布在察爾汗鎮戈壁地區。開發區地廣人稀,氣候幹旱,交通不便。只有通過規模開發和綜合利用,才能最大限度地利用鹽湖礦產資源(圖3-5)。

圖3-5青海省格爾木察爾汗鹽湖開發區交通位置圖

察爾汗鉀鹽湖開發中存在的主要問題是伴生的鈉、鎂組分未被利用,鹽田鉀資源因老鹵排放而被破壞,排放不暢引發環境地質問題。如廢鹽水排放、采鹵造成的漏鬥問題、地下水汙染、地表水泛濫等等。老鹵是鉀肥生產過程中暫時不能使用的鹵水。鹵水在鹽田濃縮後,析鹽的順序是食鹽(NaCl)和光鹵石(NaCl+KCl NaCl+KCl+KCl MGC L2·6H2O),而水氯鎂石(KCl MGC L2·6H2O)是未結晶的沈澱鹵水,俗稱老鹵。老鹽水的形成過程如圖3-6所示。

圖3-6鉀堿開發中老鹵形成示意圖

老鹵中MgCl2含量高達32.5%,還有硼、鋰等多種有用元素,即老鹵仍是壹種礦產資源,可以綜合開發利用。但由於經濟和技術原因,老鹵量太大,暫時排到礦區外,作為資源儲存備用。由於地形和工程條件的限制,察爾汗鹽湖老鹵的排放已成為困擾察爾汗鹽湖發展的壹大難題。位於礦區南部的團結湖,原是季節性湖泊,湖水面積的擴大受自然因素影響較小,主要是人為排鹵形成的。自1990開始,察爾汗段鉀鹽開發逐步進入規模化生產階段,各廠家年排放老鹵2000×104m3。但是,老鹵水並沒有按照設計要求排入察爾汗以東50公裏的南霍魯松湖。在排放途中,由於管道和高位運河鹵水泄漏嚴重,大部分老鹵回流至鐵路東礦區和團結湖地區形成汪洋,原有架空排鹵運河管道浸泡在老鹵中,造成鐵路東礦區南部水位上漲,老鹵遍地。1983、1987和1989的湖泊面積分別為3.2、0.36和8.64km2,平均深度為0.14m,密度為1.21g/cm3。進入90年代後,在老鹵不斷排出的影響下,湖面逐年擴大。遙感影像顯示,8月5日湖泊面積7.5km2,1.8m,5月3日76km2,1994,9月3日96km2,1996,團結湖面積達到16547。

圖3-7青海省格爾木市團結湖老鹵區變化

按老鹵含鎂30%的鹽度計,排放鎂資源量為26400m3。團結湖礦區老鹵的急劇膨脹,加速了鹽田鹵水的老化程度,降低了鉀鹽資源的回收率。團結湖北岸線已到達鐵路以東兩個礦區的鹽田。鹽田南側雖然有壹條長長的擋水壩,但壩下有壹層含鹵水的鹽層,滲透性很好。老鹵每年有324.54×104m3的潛在鹵水以地下徑流的形式存在於礦區。

鹵水與可采鹵水混合,導致可采鹵水密度增加,KCl含量降低,MgCl2含量增加,加速了鹵水的陳化過程,破壞了鹵水的鉀鹽資源,直至失去開采價值。據調查資料顯示,團結湖老鹵向北的距離已達2 ~ 4 km,浸沒面積約40km2,導致浸沒區鉀鹽礦開發。但在市鉀鎂廠至市鹽化工總廠壹帶,鹵水密度達到1.31g/cm3,面積約15km2,已成為鹵水完全老化區,轉換後難以提取鉀鹽礦,必然造成鉀鹽礦資源浪費,降低礦山服務年限(圖3-8)。

老鹵已嚴重危及礦區的正常生產和生活。老鹵已沿青藏鐵路兩側向北泛濫至綠鉀壹號選礦廠生活區和察爾汗站,通往該站的道路全部被鹵水淹沒。老鹵常年聚集在二選廠以東的大片區域,原有的排鹵管道和高位渠現已淹沒在湖中。敦煌-格爾木215國道張莞鹽橋路面曾被老鹵水淹沒。