10℃下K~+,Ca~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),36%NH_3-H_2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+//Cl?,SO42?,36%NH3-H2O体系相图。溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压。研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4?2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多;K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4?2H2O和KCl复分解生产K2SO4;最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度。     

10℃下K^＋，Ca^2＋//Cl^-，SO4^2-，36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4最佳工艺条件为2KCl(mol)CaSO4(mol)36%NH3-H2O(kg)=10.90230.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

50℃下K~+,Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系相平衡研究

通过查阅文献,整理获得完整的50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系相平衡实验数据,据此绘制出了该体系的平衡相图以及氯化钠饱和时的干盐投影图,并进行了分析。结果表明:在50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系存在8个单盐结晶区、18个两盐共饱面、16条三盐共饱曲线和5个零变量点。8个单盐结晶区分别是:NaCl、NaNO3、3K2SO4·Na2SO4、KCl、KNO3、Na2SO4、Na2SO4·NaNO3·H2O、K2SO4,其中Na2SO4、K2SO4及复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区较大,对应的溶解度较小,NaNO3、Na2SO4·NaNO3·H2O盐的结晶区较小,对应溶解度较大。在氯化钠饱和时的干盐图中,有6个两盐共饱面、9条单变量曲线和4个零变量点。和25℃下的相图相比,复盐3K2SO4·Na2SO4和Na2SO4·NaNO3·H2O的饱和区均有较大程度地缩小。     

298K下Na~+,K~+//Cl~ˉ,SO_4~(2ˉ),NO_3~ˉ-H_2O五元体系液固介稳相平衡

研究了298 K下,五元体系Na+,K+//Clˉ,SO42ˉ,NO3ˉ-H2O的液固介稳相平衡。采用等温蒸发法确定了溶液的介稳平衡溶解度。根据实验数据,绘制出了该体系介稳相图中氯化钠介稳饱和区以及氯化钠饱和条件下的介稳相平衡投影相图。相图中,有四个四盐共饱的零变量点、九个三盐共饱的单变量线和六个两盐结晶区:Na2SO4·Na NO3·H2O+Na Cl,3K2SO4·Na2SO4+Na Cl,Na NO3+Na Cl,KNO3+Na Cl,Na2SO4+Na Cl和KCl+Na Cl。该体系在298 K下的介稳相图和稳定平衡相图存在一定的差别,复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区明显缩小。     

硫酸钙制取硫酸钾相图及实验研究进展

利用10℃ K^ ,Ca^2 //SO4^2-,Cl^-,NH3-H2O(溶剂中氨的平衡质量浓度为36％）体系的有关溶解度数据，进行了石膏法制取硫酸钾工艺的相图研究及实验研究，得到了一些新的结论，合适牟工艺条件为：配料比为2KCl;CaSO4.2H2O(摩尔比）等于1：1－1．05：1，液固比5．5－5．8，反应时间0．5h，石膏粒度0．2－0．17mm。     

35℃时Na_2SO_4-MgSO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系相图及其应用

针对白钠镁矾矿产资源的加工开发,提出以硫酸铵做盐析剂分离白钠镁矾制备镁氮复肥和硫酸钠的设想,采用等温法测定了35℃时Na2SO4-Mg SO4-(NH4)2SO4-H2O四元体系的溶解度,并依据相平衡数据绘制了相图。该相图存在4个共饱点和6个结晶区,6个结晶区分别是Mg SO4·7H2O结晶区,Mg SO4·Na2SO4·4H2O复盐结晶区,Na2SO4结晶区,Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O复盐结晶区,(NH4)2SO4结晶区,以及Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O复盐结晶区,其中Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O的结晶区最大,表明该复盐Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O易于结晶析出。依据相图分析和计算,设计了白钠镁矾矿和(NH4)2SO4为原料制备氮镁复肥和十水硫酸钠的新工艺,新工艺具有生产母液不需蒸发水分,显著节能的优点。     

二水硫酸钙结晶体系的模拟与应用研究

依据CaSO4-H3PO4-H2O和CaSO4-H2SO4-H3PO4-H2O相图,设计了5种模拟体系研究CaSO4体系的结晶和转化过程。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和激光粒度分析仪对结晶物进行表征,优选出CaHPO4·2H2O质量分数为8.8%,H2SO4为5.0%,H3PO4为6.9%,H2O为79.3%的多元CaHPO4·2H2O-H2SO4-H3PO4-H2O体系作为研究CaSO4·2H2O的模拟结晶体系,并应用于湿法磷酸生产中CaSO4·2H2O结晶过程的研究与分析。     

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。     

二水硫酸钙在铵盐溶液中溶解度测定及热力学计算

利用溶解法测定了二水硫酸钙(CaSO4×2H2O)在NH4Cl-H2O体系和NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系中298.15~343.15 K温度范围内的溶解度. 结果表明,CaSO4×2H2O在2个体系中的溶解度均随NH4Cl浓度增加而增大;温度对CaSO4×2H2O的溶解度影响不明显. 利用混合电解质NRTL模型对实验数据进行模拟计算,得到了新的能量相互作用参数,建立了CaSO4×2H2O(s)-NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系的混合电解质模型,计算值与实验值相对偏差为2.36%.     

298K时(NH_4)_2S_2O_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O三元体系相平衡研究

通过改良合成复体法对(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O三元体系在298 K下的溶液相平衡进行研究。利用X-射线粉末衍射法(XRD)表征平衡固相组成。结果证实:该方法能很好地用于(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O三元体系平衡固相组成的分析。依据水、硫酸铵及硫代硫酸铵组成的饱和溶液各组分的质量分数绘制了(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O在298 K下的三元体系相图。依据三元体系相图,结果显示:硫代硫酸铵的结晶区远远大于硫酸铵的结晶区,同时在该温度下,硫代硫酸铵、硫酸铵及水形成简单三元体系,体系中没有水合物形成。     

NH_4Cl-CaCl_2-H_2O三元体系相平衡研究

采用湿渣法测定了NH4Cl-CaCl2-H2O三元体系在25℃、50℃和75℃时的相平衡数据,并绘制了相图。结果表明,在25℃时,该体系相图存在NH4Cl和CaCl2.6H2O两个单结晶区、NH4Cl与CaCl2.6H2O共晶区。在50℃和75℃时,该体系相图存在NH4Cl、2NH4Cl.CaCl2.3H2O和CaCl2.2H2O三个单结晶区,NH4Cl与2NH4Cl.CaCl2.3H2O及2NH4Cl.CaCl2.3H2O与CaCl2.2H2O两个共结晶区。在该三元体系中首次发现了一种新的水合复盐2NH4Cl.CaCl2.3H2O。     

三元体系Li_2SO_4-LiBO_2-H_2O在288.15K时介稳相平衡

采用等温蒸发法,测定了三元体系Li2SO4-LiBO2-H2O在288.15 K时的溶解度和液相的物化性质(密度、折光率、p H值)。结果表明:该体系有2条单变量曲线;1个共饱点(Li2SO4·H2O+LiBO2·8H2O),对应的液相组成(质量分数)为:Li2SO424.47%,LiBO21.20%;2个单盐结晶区,分别是:Li2SO4·H2O和Li BO2·8H2O。其中,LiBO2·8H2O的结晶区较大,原因是Li2SO4对Li BO2有强烈的盐析作用。与该体系的稳定相图相比,盐的结晶形式没有变化,但是15℃介稳相图中Li2SO4·H2O结晶区面积增大,而LiBO2·8H2O结晶区面积减小。该三元体系为水合物Ⅰ型,没有固溶体及复盐生成。平衡液相的物化性质随溶液中硫酸锂质量分数的增大而呈现规律性的变化,密度和折光率在共饱点处有最大值。用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和实验值吻合较好。     

50℃时(NH_4)_2SO_4-NH_4NO_3-H_2O三元体系相图研究

采用等温溶解平衡法测定了三元水盐体系(NH4)2SO4-NH4NO3-H2O在50℃的溶解度数据,绘制了三元体系相图。结果表明,体系在50℃的相图存在6个区域,即(NH4)2SO4的结晶区、NH4NO3的结晶区、以(NH4)2SO4为主的固溶体结晶区、以NH4NO3为主的固溶体结晶区、以(NH4)2SO4为主的固溶体和以NH4NO3为主的固溶体共同结晶区及不饱和区。     

五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了五元体系Li+、K+//CO32-、SO42-、B4O72-、H2O 273 K介稳相平衡关系,测定了它们在273 K条件下的介稳平衡的溶解度和溶液密度,根据实验数据绘制了相应的该五元体系在273 K条件下Li2CO3饱和的介稳平衡相图(干盐投影图和水含量图)。研究结果表明该五元体系介稳平衡中有复盐K2SO4-Li2SO4生成,其低温273 K时介稳相图中有4个共饱点和9条单变量曲线,6个Li2CO3饱和的结晶区分别为LiBO2-8H2O、K2B4O7-4H2O、K2CO3-3/2H2O、K2SO4、Li2SO4-H2O和复盐K2SO4-Li2SO4。对该五元体系在288 K和273 K时的介稳平衡相图进行了比较和讨论。     

KCl+K_2B_4O_7+H_2O三元体系348K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法对川西平落坝地下卤水三元子体系KCl+K2B4O7+H2O进行研究,测定该体系平衡液相的溶解度及物化性质(密度、折光率)。结果表明:该三元体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成;平衡相图中单变度曲线AE和BE对应的平衡固相分别为K2B4O7.4H2O和KCl。对比该体系298 K和348 K稳定相图:氯化钾、硼酸钾结晶形式相同;在348 K下氯化钾的结晶区明显增大而硼酸钾的结晶区明显减小;随温度的升高,氯化钾对硼酸钾的盐析作用增强。     

273.15 K下四元体系Li+，Mg2+∥ Cl-，SO42——H2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了273.15 K下四元体系Li+,Mg2+∥Cl-,SO42--H2O的相平衡关系。测定了该体系各种盐类的溶解度及溶液密度, 并绘制相图。研究结果表明：273.15 K下四元体系Li+,Mg2+∥Cl-,SO42--H2O等温相图有5个单盐结晶区（Li2SO4·H2O,MgSO4·7H2O,LiCl·2H2O, LiCl·MgCl2·7H2O,MgCl2·6H2O）;7条单变量线和3个共饱点。与该体系下298.15 K相图相比,MgSO4·7H2O结晶区变大;Li2SO4·H2O和MgCl2·6H2O结晶区明显减小;LiCl·MgCl2·7H2O和LiCl·2H2O结晶区比较小,减小不明显。温度对硫酸盐结晶区的影响较大。     

三元体系LiCl-KCl-H2O和LiCl-SrCl2-H2O在288.15K时稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法,研究了三元体系LiCl-KCl-H_2O和LiCl-SrCl_2-H_2O在288.15 K时的稳定相平衡关系,根据平衡时的溶解度数据和固相鉴定结果,绘制了三元体系LiCl-KCl-H_2O和LiCl-SrCl_2-H_2O在288.15 K时的稳定相图。研究结果表明:三元体系LiCl-KCl-H_2O在T=288.15 K时相图中有1个共饱点、2条单变量溶解度曲线、2个固相结晶区,结晶区对应平衡固相为LiCl·2H_2O和KCl,其中,KCl结晶区远大于LiCl·2H_2O结晶区,表明LiCl对KCl有很强的盐析效应。三元体系LiCl-SrCl_2-H_2O在T=288.15 K时相图中有2个共饱点、3条单变量溶解度曲线和3个固相结晶区,结晶区对应平衡固相为LiCl·2H_2O,SrCl_2·2H_2O和SrCl_2·6H_2O,其中SrCl_2·6H_2O结晶区最大,其次是SrCl_2·2H_2O结晶区,LiCl·2H_2O结晶区最小,表明SrCl_2·6H_2O最容易析出。2个体系中均无复盐以及固溶体形成,属于简单共饱和型体系。     

Na_2B_4O_7-NaBr-Na_2SO_4-H_2O四元体系348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究Na2B4O7-NaBr-Na2SO4-H2O四元体系在348 K的相平衡关系,测定了平衡液相的溶解度和密度。根据实验数据绘制相应相图。该四元体系相图中有1个共饱点E,3条单变量曲线E1E,E2E,E3E,3个结晶区的平衡固相分别为:NaBr,Na2SO4和Na2B4O7·5H2O。研究结果表明:该四元体系无复盐和固溶体生成,属于简单四元体系,NaBr对Na2B4O7·5H2O和Na2SO4有较强的盐析作用。并对NaBr和Na2B4O7在不同温度下含有的结晶水数进行了对比分析,简要讨论了密度变化规律。     

NaBr-Na_2SO_4-H_2O三元体系323K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O在323 K的相平衡关系,测定了平衡溶液的溶解度及密度。研究发现,该三元体系为简单共饱和型,无复盐及固溶体形成。根据溶解度数据绘制了相图,相图中有1个共饱点E,2条单变量曲线EF,ED所对应的平衡固相分别为NaBr.2H2O和Na2SO4。在共饱点E处的液相组成(质量分数)分别为NaBr 54.37%,Na2SO40.70%。实验结果表明,NaBr对Na2SO4有较强的盐析作用。简要讨论了密度变化规律,对比了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O在不同温度条件下共饱点的液相组成。     

三元体系Li+、K+//SO42- -H2O 273 K介稳相平衡研究

为了开发利用盐湖卤水中的锂、钾资源,采用等温蒸发法研究了三元体系Li 、K //SO42- -H2O 273 K时的介稳相平衡,测定了该体系的溶解度和液相密度,根据溶解度数据绘制了相图.该体系的介稳相图由3条单变量曲线、3个结晶相区和2个共饱点组成.3个结晶区分别对应于 K2SO4、Li2SO4·H2O和KLiSO4的结晶区;共饱点液相组成分别为 w(Li2SO4)26.21 %、w(K2SO4)1.82 %和w(Li2SO4)12.91 %、w(K2SO4)7.94 %.同时用经验公式计算了平衡液相的密度,计算结果与实验数据偏差很小.