313.15K四元体系Na~+//SO_4~(2-),CO_3~(2-),NO_3~--H_2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究313.15 K下四元体系Na~+//SO_4~(2-),CO_3~(2-),NO_3~--H_2O的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物理性质数据,包括密度、黏度、折射率。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物理性质-组成图。实验结果表明:313.15 K下,此四元体系相图包括两个共饱和点,六条单变曲线以及五个单盐结晶区域(分别为NaNO_3,Na_2SO_4,Na_2CO_3·H_2O, Bur(Na_2CO_3·2Na_2SO_4),Da(NaNO_3·Na_2SO_4·H_2O)),其中Bur的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。实验中的物理性质(黏度、密度、折射率)随J (Na_2SO_4)的变化呈现相似性规律。该体系中存在复盐碱芒硝Bur(Na_2CO_3·2Na_2SO_4)、钠硝矾Da(NaNO_3·Na_2SO_4·H_2O),结晶水合物(Na_2CO_3·H_2O),没有固溶体存在,故该体系是一个复杂的共饱和型。实验所获数据和结论对煤化工过程产生的高盐废水结晶析盐工艺开发及实现资源梯级综合利用具有重要意义。     

258.15K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了258.15 K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O及其子体系Na~+,K~+//Cl~-,NO_3~-―H_2O的相平衡关系。测定了两个体系各盐的溶解度及溶液密度(冰相区除外),并绘制相图。研究结果表明:在258.15 K,氯化钠饱和时,该五元体系平衡干盐相图由四个两盐结晶区、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个两盐结晶区分别对应于Na Cl×2H_2O+Na NO_3,Na Cl×2H_2O+KNO_3,Na Cl×2H_2O+KCl,Na Cl×2H_2O+Na_2SO_4×10H_2O;与该体系298.15 K下的相图相比,K_3Na(SO_4)2和Na NO_3×Na_2SO_4×H_2O结晶区消失,Na_2SO_4×10H_2O结晶区扩大,相图大为简化;在258.15 K时,上述四元体系的平衡干盐相图由四个单盐结晶区(除冰区外)、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个单盐结晶区分别对应于Na NO_3、Na Cl×2H_2O、KNO_3和KCl;与该体系在298.15 K下的相图相比,硝酸钾结晶区扩大很多。     

Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15K和323.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法获取了Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15 K,323.15 K下的固液相平衡数据并绘制了溶解平衡相图。研究发现:该体系在2个温度下的平衡固相,均有3个盐出现,即:298.15 K为Na_2SO_4·10H_2O,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)_2·12H_2O;在323.15 K为Na_2SO_4,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)2·6H_2O。每个温度下的2个无变量点(2盐共饱点),以Na_2SO_4,H_2O,和Al_2(SO_4)_3的质量分数计,298.15 K为(1.75,69.38,28.87)和(2.62,70.76,26.62),323.15 K为(25.60,65.69,8.71)和(19.36,65.58,15.06)。结果表明:硫酸铝的固相均为十八水盐,且相区最小;硫酸钠和复盐在2个温度下分别为2种固体形式。复盐相区在相图中占最大相区,且随着温度的升高而明显加大。     

NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O四元体系298.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O和四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K下的固液相平衡关系。通过湿渣法与X射线衍射相结合的方法鉴定了平衡固体组成,绘制了298.15 K下该三元体系的平衡相图以及该四元体系的平衡相图和水图。研究结果表明:三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、2条单变量曲线、4个区域[分别对应NH_4H_2PO_4和CO(NH_2)_2的共结晶区,NH_4H_2PO_4结晶区,CO(NH_2)_2结晶区,不饱和区]。四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、3条单变量曲线、3个结晶区[分别对应CO(NH_2)_2结晶区,(NH_4,K)H_2PO_4固溶体结晶区,(K,NH_4)H_2PO_4固溶体结晶区]。实验结果可为该体系的共结晶研究提供必要的溶解度数据。     

NaCl-NaH_2PO_4-H_2O三元水盐体系相平衡研究

利用湿渣法研究了303 K和323 K时NaCl-NaH_2PO_4-H_2O三元水盐体系的固液相平衡关系,绘制了相图。结果表明,该体系在303 K和323 K时的相图都存在5个区域:不饱和区,纯NaCl结晶区,纯NaH_2PO_4·nH_2O结晶区,NaCl和NaH_2PO_4·nH_2O共结晶区,NaCl、NaH_2PO_4·nH_2O和NaH_2PO_4混合结晶区。     

四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K相平衡研究

针对含锂相关水盐体系相平衡研究不够完善的问题,采用等温溶解平衡法研究四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O在273 K相平衡关系,并根据溶解度数据绘制相图。结果表明该体系属于简单交互四元体系,无复盐和固溶体生成。其相图包含2个共饱点,5条单变量曲线和4个结晶相区(分别是Li_2B_4O_7·3H_2O、Li_2SO_4·H_2O、MgB_4O_7·9H_2O和MgSO_4·7H_2O)。从相图中可以看出,MgB_4O_7所对应的相区最大,溶解度最小。对比该体系在不同温度下相图发现,随着温度升高MgSO_4和MgB_4O_7的结晶区明显减小,而Li_2B_4O_7和Li_2SO_4的结晶区明显增大,说明MgSO_4和MgB_4O_7的溶解度相较于Li_2B_4O_7和Li_2SO_4对温度变化更敏感。     

三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O和KBr-K_2SO_4-H_2O 398K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O和KBr-K_2SO_4-H_2O在高温398 K的相平衡关系,测定了398 K条件下平衡溶液的溶解度。研究发现:两个三元体系均为简单共饱和型,无复盐及固溶体生成。根据溶解度数据绘制了相图,相图中均有一个共饱和点,2个平衡固相结晶区和2条单变量曲线。三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O所对应的平衡固相为NaBr和Na_2SO_4;KBr-K_2SO_4-H_2O体系对应的平衡固相为KBr和K_2SO_4。对比了上述两个三元体系在不同温度条件下共饱点的液相组成,实验结果表明,NaBr和KBr分别对Na_2SO_4和K_2SO_4有较强的盐析作用。     

天然碱苛化液体系的四元相图研究——150℃NaOH—Na_2CO_3—NaCl—H_2O、NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—H_2O NaOH—Na_2SO_4—NaCl—H_2O和Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O,四个四元体系的相平衡研究

本文测定了150℃的NaOH—Na_2CO_3—NaCl—H_2O、NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—H_2O、NaOH—Na_2SO_4—NaCl—H_2O和Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O四个四元体系的34组相平衡数据,完善了这四个体系的相平衡研究,填补了文献空白。结合前人工作,绘制了各体系的相图。本文给出的上述四个四元体系的相图,为进一步研究150℃NaOH—Na_2CO_3—Na_2SO_4—NaCl—H_2O五元体系奠定了基础。     

三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O 298.2K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O 298.2K稳定相关系,测定了该三元体系在298.2K下的平衡液相组成和体积质量,并根据实验结果绘制了该体系的稳定相图及体积质量-组成图。研究发现,三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O在298.2K下生成了2种复盐(Li_2SO_4·Rb_2SO_4和3Li_2SO_4·Rb_2SO_4·2H_2O),为复杂三元体系,其稳定相图由3个共饱点、4条单变量曲线和4个结晶区组成。结晶区大小依次为:Li_2SO_4·Rb_2SO_43Li_2SO_4·Rb_2SO_4·2H_2ORb_2SO_4Li_2SO_4·H_2O。Li_2SO_4对Rb_2SO_4具有盐析作用,在单变量曲线上,平衡液相的体积质量随Rb2SO4的质量分数变化而呈现规律性变化。     

三元体系Rb_2SO_4+Cs_2SO_4+H_2O 323K稳定相平衡研究

针对柴达木盆地盐湖组成特性,采用等温溶解平衡法研究了未见文献报道的三元体系Rb_2SO_4+Cs_2SO_4+H_2O 323K稳定相平衡关系,测定了该体系的溶解度及物化性质(密度、折光率)。研究表明,该体系在323K时属于复杂体系,有固溶体(Rb,Cs)2SO_4生成,其稳定相图由2个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶区组成。共饱点对应平衡液相组成分别为w(Cs_2SO_4)=65.40%、w(Rb_2SO_4)=1.51%和w(Cs_2SO_4)=16.11%、w(Rb_2SO_4)=34.65%。在单变量曲线上,平衡液相的密度和折光率随Cs_2SO_4的质量分数增加而呈现递增的规律性变化,采用经验公式计算平衡溶液的折光率,计算值和试验值具有良好的一致性。     

三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度,根据实验数据和固相组成绘制了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H2O 273 K等温相图。实验结果表明:该体系组分之间没有形成复盐和固溶体,属于简单共饱和型体系;体系的稳定相图由1个共饱点,2条单变量曲线,2个固相结晶区组成,结晶区分别对应Na_2B_4O_7·10H_2O和MgB_4O_7·9H_2O。文中还对该三元体系在不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

25℃时四元体系KCl-MgCl_2-NH_4Cl-H_2O相平衡研究及应用

为了降低能耗,优化光卤石为原料制备铵光卤石工艺路线,采用等温溶解平衡法测定了常压25℃时KCl-MgCl_2-NH_4Cl-H_2O四元体系的相平衡数据,并绘制了相图。通过相图可知,该四元体系有7个共饱点8个固相结晶区,结晶区分别为:MgCl_2×6H_2O结晶区,KCl结晶区,NH_4Cl结晶区,KCl×MgCl_2×6H_2O结晶区,NH_4Cl×MgCl_2×6H_2O结晶区,(K_(1-m),NH_(4m))Cl结晶区,(NH_(4n),K_(1-n))Cl结晶区和(NH_(4n),K_(1-n))Cl×MgCl_2×6H_2O结晶区。以25℃该四元体系相图为指导优化设计了两条以光卤石为原料,氯化铵为盐析剂制备铵光卤石的工艺路线,并与文献中提到的工艺做了对比,选出了最优的工艺路线。     

三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡研究

应用等温溶解平衡法研究了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的稳定相平衡,测定了该体系饱和溶液的溶解度和密度。通过实验数据和固相组成分别绘制了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的相图以及相应的密度-组成图。该体系的稳定相图包含一个共饱点,对应的平衡固相为Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O,共饱点液相组成(质量分数)为Li_2B_4O_72.27%,K_2B_4O_79.80%,两条单变量曲线,两个固相结晶区,分别对应Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O。实验结果表明:体系属于简单共饱型,没有形成复盐和固溶体;Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O之间存在相互盐溶作用;在共饱点处,饱和溶液的密度达到最大。同时,对该三元体系在273,288,298,348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论,发现该体系两种盐在不同温度下有相同的结晶形式。     

三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水15℃时相平衡研究

采用等温溶解平衡法,研究了三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水在15℃时固液相平衡,测定了2个体系的溶解度和平衡液相的密度、折光率、pH值。研究结果表明:两个三元体系15℃稳定相图中均有一个共饱点,2个两相区,1个三相区(分别为L+Na_2B_4O_7·10H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O、L+K_2B_4O_7·4H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),体系存在3种固相为:Na_2B_4O_7·10H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O,无复盐或固溶体生成。溶液中硼酸钠(硼酸钾)对多水硼镁石有很强的盐析效应,液相的密度、折光率和pH值随溶液中硼酸钠(硼酸钾)质量分数的增加呈有规律的变化。     

用无水硫酸钠干燥甲基一六○五

目前国内用加热真空脱水法干燥甲基一六○五,脱水后甲基一六○五质量难以保证,甲基一六○五含量下降厉害,经济上损失较大。本文用无水硫酸钠干燥甲基一六○五的工艺过程,克服了上述方法的缺点。原理无水硫酸钠遇水生成不稳定的Na_2SO_4·7H_2O和稳定的Na_2SO_4·10H_2O。从Na_2SO_4-H_2O系统相图可知,硫酸钠以四种结晶形式存在。Na_2SO_4·10H_2O溶解度随着温度升高而增加,32.38℃为Na_2SO_4·10H_2O到Na_2SO_4(Ⅰ)     

四元体系Li~+,K~+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K相平衡

利用等温溶解平衡法研究了四元体系Li~+,K~+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度和平衡液相密度。根据实验数据和固相组成分别绘制了四元体系Li~+,K+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 273 K时的稳定相图、水图以及相应的密度-组成图。结果表明:该体系组分之间没有形成复盐和固溶体,属于简单共饱和型体系;体系的稳定相图由1个共饱点,3条单变量曲线,3个固相结晶区组成,结晶区分别对应Li_2B_4O_7·3H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和MgB_4O_7·9H_2O;平衡液相密度在共饱点处达到最大。研究还对该四元体系在273 K、288 K和348K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

三元体系Li_2SO_4-MgSO_4-H_2O在273.15K时介稳相平衡

采用等温蒸发法,测定了三元体系Li2SO4-MgSO4-H2O在273.15 K时介稳平衡的溶解度和液相的物化性质(密度和折光率)。根据实验数据绘制了相应的介稳相图和物化性质-组成图。研究结果表明:该三元体系有1个共饱点(Li2SO4·H2O+MgSO4·7H2O),2条单变量溶解度曲线,2个单盐结晶区:Li2SO4·H2O,MgSO4·7H2O,其中MgSO4·7H2O的结晶区域较大。该体系属简单共饱型,无复盐及固溶体产生。介稳平衡溶液的物化性质密度、折光率随溶液中MgSO4含量的变化而有规律变化,并且在共饱点处有最大值。采用经验公式预测了该体系介稳平衡溶液的密度和折光率,预测值与实验值吻合较好。     

25℃下Mg~(2+),NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O四元体系等温蒸发介稳相平衡研究

为了利用柴达木地区自然蒸发条件,提出介稳状态下氯化镁与硫酸铵为原料生产硫酸镁铵复肥的设想,采用等温蒸发法测定了25℃时Mg~(2+),NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O体系及其三元子体系的介稳相平衡数据,并绘制了介稳相图。结果表明:(NH_4)_2SO_4-MgSO_4-H_2O体系有2个共饱点,5个结晶区;MgCl_2-MgSO_4-H_2O体系有3个共饱点,7个结晶区;Mg~(2+),NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O四元体系存在6个共饱点和8个结晶区,分别为:MgSO_4·(NH_4)_2SO_4·6H_2O结晶区,(NH_4)_2SO_4结晶区,NH_4Cl结晶区,MgCl_2·NH_4Cl·6H_2O结晶区,MgSO_4·7H_2O结晶区,MgSO_4·6H_2O结晶区,MgSO_4·5H_2O和MgCl_2·6H_2O结晶区。Pitzer模型对实验数据进行了回归计算,计算值与实验值相吻合。确定了通过蒸发结晶生产硫酸镁铵复肥的工艺路线。     

0℃时NH_4Cl-MgCl_2-KCl-H_2O四元体系相平衡研究及应用

针对盐湖氯化钾与氯化镁资源的综合开发,提出以氯化铵做盐析剂分离氯化钾与氯化镁的设想,采用等温法测定了NH_4Cl-MgCl_2-KCl-H_2O四元体系0℃时的稳定相平衡数据,依据湿渣法与X射线衍射相结合的方法对平衡固相组成进行鉴定,绘制了该体系0℃的稳定相图,发现存在7个共饱点和8个结晶区:MgCl_2·6H_2O、KCl、NH_4Cl、KCl·Mg Cl_2·6H_2O、NH_4Cl·MgCl_2·6H_2O、(K_(1-n),NH_(4n))Cl、(NH_(4n),K_(1-n))Cl和(NH_(4n),K_(1-n))Cl·MgCl_2·6H_2O。依据相图分析和计算,设计了光卤石和NH4Cl为原料分离制备铵光卤石的新工艺,铵光卤石可用于无水氯化镁的生产。     

三元体系K_2SO_4-PEG1000-H_2O(288,298,308)K相平衡测定及计算

为了获取K_2SO_4在聚乙二醇(PEG1000)-水混合溶剂中的溶解行为,采用等温溶解平衡法测定(288, 298, 308) K下三元体系K_2SO_4-PEG1000-H_2O的平衡溶解度、密度和折光率,并绘制了相应的相图、密度-组成图和折光率-组成图。研究发现:随温度变化,相图结构发生了变化。当温度为288和298 K时平衡相图由不饱和液相区(L)、一固一液区(S+L)和两固一液区(2S+L)构成;当温度为308 K时平衡相图由不饱和液相区(L)、一固一液区(S+L)构成。随着溶液中PEG1000含量不断增加,K_2SO_4溶解度减小,温度对盐析率影响较小。采用修正后的Pitzer模型对该体系溶解度进行了理论计算,计算发现:实验数据和计算数据吻合较好。