碳酸盐型盐湖卤水中存在丰富的有价元素,通过自然蒸发可以对其进行初步分离,然而在蒸发中后期,盐类呈现复杂的析晶规律,钠钾易形成钾钠复盐,碳酸锂与钾盐同时分散析出,富集空间较小。针对这一系列难题,本文选取扎布耶盐湖为研究对象,提出引入CO₂改变体系的端员组分的方法,将原有的碳酸盐体系转化为碳酸氢盐体系,简化了碱金属化合物的析出种类及盐析顺序,旨在实现钠、钾、锂、硼等有价元素的高效分离,为我国碳酸盐型盐湖卤水的综合利用及有价元素的分离提供了解决方案。本文首先研究了K₂CO₃-Na₂CO₃-H₂O三元体系碳化前后的相行为,绘制了碳化前K₂CO₃-Na₂CO₃-H₂O体系298.2K温度下的相图以及碳化后KHCO₃-NaHCO₃-H₂O体系298.2K和313.2 K温度下的相图,测定了溶液的组成、密度、电导率和pH值。通过对比发现碳酸盐体系中含有以Na₂CO₃·K₂CO₃·xH₂O（x=6-12）固溶体形式存在的复盐,碳酸氢盐体系则为简单三元体系,不存在复盐结晶区,且二者的结晶区受温度影响明显。这些发现为CO₂碳化法能够实现钠钾的有效分离提供了依据。通过碳化、蒸发、升温等操作实现了钠钾分离,最终钾盐的回收率达到了30.5%,纯度达到了99%,,与仅通过蒸发法提取钾单盐相比,回收率提高了将近6倍。利用CO₂碳化和蒸发法联合工艺分离Li₂CO₃-K₂CO₃-H₂O体系中的锂盐和钾盐。探究了碳化前后体系中物相和溶液组成变化,其中纯碳酸锂（Li₂CO₃）溶液碳化所得碳酸氢锂（LiHCO₃）溶液中锂离子的最大溶解度为14.1g/L,而LiHCO₃和KHCO₃共饱溶液中,锂离子最大溶解度为5.8g/L。对碳化后溶液进行蒸发浓缩,最终锂离子最大富集浓度为16g/L。绘制了等温蒸发碳化后溶液的结晶路线图,即Li⁺,K⁺//CO₃^2-,HCO₃^--H₂O体系介稳平衡相图,测定了锂的最大富集浓度和碳酸氢钾的结晶区。通过CO₂碳化-蒸发工艺,在有效分离锂盐钾盐的同时实现了锂的富集。引入硼元素,研究了从扎布耶盐湖碳酸盐岩型卤水中连续提取钾、硼、锂的工艺,得到了适合上述工艺的初始卤水中硼的浓度范围。当硼（以B₂O₃表示）在卤水中的质量分数为w（B₂O₃）=0.66%至w（B₂O₃）=4.24%时,可采用溶剂萃取法从碳酸化溶液中萃取硼。当w（B₂O₃）为0.66%时,萃取效率（E%）最大可达98%。硼的回收率为80.26%。热分解和蒸发温度分别为70°C和25°C。锂和钾的回收率分别为80.31%和75.33%。研究了Li⁺,K⁺//CO₃^2-,B₄O₇^2--H₂O四元体系碳化后的相变过程,以及硼对碳酸盐岩体系碳化过程的影响。最终确定了Li⁺,Na⁺,K⁺//CO₃^2-,B₄O₇^2--H₂O复杂体系中有价元素的分离方案。