含钾硝水盐体系降温过程研究

盐湖地区通常冬季冷能资源丰富,研究低温下盐湖卤水的相关系以及析盐规律可为开发盐湖资源低温加工工艺提供理论指导。针对新疆硝酸盐型盐湖矿物浸取液所属的水盐体系Na+,K+∥Cl-,SO42-,NO3--H2O进行了自然降温和人工降温实验,研究了不同组成的硝酸盐水盐体系在降温过程中的液相组成变化和析盐规律。研究表明:相同组成的卤水体系,降温速度在一定范围内对盐类结晶规律的影响不大;组成不同的卤水体系,降温过程中盐析规律表现不同;位于Na2SO4·10H2O结晶区的卤水,快速降温能够避免或减少钾芒硝和钠硝矾复盐的析出;硝酸盐含量偏高的卤水,过低的温度会导致硝酸钾或硝酸钠析出;降温至-15℃时,硫酸根的去除率可以达到94%。     

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。     

硫酸镁亚型盐田卤水低温冷冻结晶规律的研究

针对青海大浪滩盐湖区盐田卤水做了低温冷冻结晶规律的研究,该盐湖区为典型的硫酸镁亚型卤水,研究了其在低温冷冻时卤水的物理性质变化及析盐结晶规律。结果表明,该盐田卤水在-16~0 ℃低温冷冻时析盐顺序为MgSO4·7H2O→MgSO4·6H2O→Na2SO4·3K2SO4。通过对不同温度下的液相组分分析和固相X射线衍射分析表明,利用冷冻方式开采此卤水时,最适宜的冷冻温度应控制在-8 ℃左右。此时,该卤水组成中SO42-的质量分数低于2%,可以简化为Na+,K+,Mg2+∥Cl--H2O四元体系,以便达到开采氯化钾的工艺需求,为该盐湖卤水的综合开发利用提供理论依据。     

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。     

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。     

298．16K下K^＋，Mg^2＋／／NO3^-，SO4^2- -H2O和Na^＋，K^＋，Mg^2＋／／NO3^- -H2O体系的液固相平衡

采用等温溶解平衡法研究了298.16 K下四元体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O和Na , K , Mg2 //NO3--H2O的液固相平衡,并根据获得的溶解度数据分别绘制出了平衡相图及投影图.结果表明:在298.16 K下,四元交互体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O相图中有五个单盐结晶区,七条单变量溶解度曲线和三个零变量点.五个单盐结晶区分别对应于KNO3、K2SO4、Mg(NO3)2·6H2O、MgSO4·7H2O和复盐K2SO4·MgSO4·6H2O;具有同离子的四元体系Na , K , Mg2 //NO3--H2O相图中有三个单盐结晶区,三条单变量溶解度曲线和一个零变量点.三个结晶区分别对应于NaNO3、KNO3、Mg(NO3)2·6H2O.K2SO4和KNO3的结晶区比较大,Mg(NO3)2·6H2O的结晶区最小.     

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。     

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。     

罗布泊卤水生产硝酸钾半成品工艺研究--相图分析及计算

提出了25℃NaCl饱和时Na^ ,K^ ,Mg^2 //Cl^-,NO3^-,SO4^2--H2O六元体系相图的表示方法，确定了有关点的液固平衡数据，并以此进行新疆罗布泊卤水矿制取硝酸钾半成品等温蒸发过程的分析研究，明确了该过程中盐的析出顺序为：NaCl,NaCl Na2SO4,NaCl Na2SO4.MgSO4.4H2O,NaCl Na2SO4.MgSO4.4H2O 3K2SO4.Na2SO4,NaCl Na2SO4 Na2SO4.MgSO4.4H2O 3K2SO4.Na2SO4 NaNO3.Na2SO4.2H2O计算出各种盐的析出量及蒸发水量，确定了利用新疆罗布泊卤水钾矿资源制取硝酸钾的工艺路线，对工艺研究有重要的指导意义。     

Na_2B_4O_7-Na_2SO_4-NaCl-H_2O四元体系323K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na2B4O7-Na2SO4-NaC l-H2O在323 K的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度及密度。研究发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成。根据实验数据绘制了相应的相图,相图中有一个共饱点E,3条单变曲线E1E,E2E和E3E;3个结晶区平衡固相分别为:NaC l,Na2B4O7.10H2O和Na2SO4。实验结果表明,NaC l对Na2B4O7.10H2O和Na2SO4有盐析作用,并简要讨论了密度变化规律。     

N,N'-二(2-羟丙基)哌嗪-硫酸钠-水三元体系相平衡测定与计算

采用等温溶解平衡法测定N,N′-二(2-羟丙基)哌嗪(HPP)?Na2SO4?H2O三元体系在273.15和298.15 K下的相平衡数据，采用湿渣法测定其平衡固相数据，绘制等温相图。用改进的单组分电解质Pitzer方程计算该体系中Na2SO4和Na2SO4?10H2O的溶解平衡常数，并对相平衡数据进行理论计算。结果表明，273.15 K时存在3个结晶区，298.15 K时存在4个结晶区。HPP的存在降低了Na2SO4和Na2SO4?10H2O的相转变温度，使298.15 K下的相图中存在Na2SO4的结晶区域，且273.15和298.15 K的相图中不存在纯HPP的结晶区域。理论计算与实验数据的均方根偏差不高于0.0290，表明相平衡数据计算值与实验值较吻合，证实了改进的单组分电解质Pitzer方程适用于该体系计算。     

微孔结构手性磷酸锌钠的制备及影响手性结构的研究

以十二水磷酸钠和七水硫酸锌为原料,以聚乙二醇-400（PEG-400）为模板剂,采用室温固相法得到具有微孔结构的P6122 空间群的手性磷酸锌钠。考察了磷与锌物质的量比、晶化时间及加入不同模板剂对产物手性的影响。得到的产物用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外分光光度计（IR）对晶体的形貌和组成进行表征。实验结果表明：磷与锌物质的量比以及模板剂的结构是控制手性产物的关键因素,而晶化时间只影响晶体的结晶度。     

混合电解质水溶液固液平衡计算

用Lu-Maurer活度系数模型在不增加任何模型参数的前提下回归出18种晶体的溶度积,在此基础上预测了H~+、Mg~(2+)、K~+、Na~+、NH_4~+、Ca~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-等离子所组合的13种体系在不同温度(最低温度为273.15 K,最高温度为378.15 K)及最高离子强度为34.55 mol·kg~(-1)下的固液平衡.预测结果较为满意.从而说明了该模型的良好普适性和可靠的温度外推性.可以为工业结晶过程提供相平衡的预测估计.     

含锂钾卤水体系降温过程研究

针对含有Li+、Na+、K+、Cl-、SO42-的盐湖卤水,研究了具有不同组成特征的卤水在自然降温和人工降温条件下的液相组成变化以及析盐规律。研究表明：对于组成相同的卤水,自然降温和人工降温对盐结晶规律的影响 不大;对于硫酸盐含量偏高的卤水,随着温度的降低液相中的硫酸根含量会逐渐降低,在-10 ℃最为明显,降温至 -15 ℃时硫酸根质量分数在0.5%左右;对于硫酸根含量低、锂含量高的卤水,随着温度的降低氯化钾析出,锂离子有所富集;和常温相比,低温下含Li+、Na+、K+、Cl-、SO42-的盐湖卤水没有复盐析出。研究结果为低温下开发盐湖资源提供了理论指导。     

三元体系NaBr-Na2B4O7-H2O在373 K的相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na2B4O7-H2O在373 K时的相平衡关系,并测定了饱和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应的平衡溶解度曲线,相图中有1个共饱点,2条单变曲线,2个平衡固相分别为NaBr和Na2B4O7·5H2O;对不同温度条件下的溴化钠和硼酸钠的溶解度做了对比分析和讨论,结果表明,随着温度的增加,硼酸钠和溴化钠的溶解度均增大,但是在高温条件下,硼酸钠其溶解度数据增加明显;在该三元体系中溴化钠对硼酸钠有明显的盐析作用;并简要讨论了密度变化规律。     

工业循环冷却水中不锈钢点蚀缓蚀剂的研究

采用极化曲线研究了钼酸钠、硫酸钠及硝酸钠对不锈钢在模拟高硬度高氯循环冷却水中点蚀的缓蚀作用.研究结果表明,三种无机缓蚀剂对不锈钢的点蚀均有不同程度的抑制作用,其效果随溶液温度变化而改变,在低温时,缓蚀作用顺序为硝酸钠＞硫酸钠＞钼酸钠;在高温时,缓蚀作用顺序为钼酸钠＞硫酸钠＞硝酸钠.     

废液焚烧余热锅炉灰渣沉积机理分析

研究了取自某炼化公司废液焚烧余热锅炉不同部位换热面的多个沉积样品,分析了不同部位换热面沉积生长物的组分与沉积机理。利用X射线衍射分析仪（XRD）、扫描式电子显微镜（SEM）以及能量弥散X射线探测器（EDX）分别来鉴定样品的结晶物成分、形貌以及元素组成,各个样品的灰熔融特征温度在智能灰熔点测试仪上测定。结果表明,余热锅炉高温入口段主要沉积物为Na2SO4、NiO、Fe2.3Si0.7O4等,炉膛中低温区域主要出现Na2Ni(SO4)2?4H2O、Na3Fe(SO4)3及 Na6Fe(SO4)4等物质沉积。这主要是由于硫酸钠与受热面管壁氧化保护层（Fe2O3）发生高温腐蚀引起的。