-15℃下Na+， K+， Mg2+//Cl-， NO3-， SO42——H2O体系相平衡研究

新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子，属于高元复杂体系，其合理利用和开发需要不同温度下的相平衡研究作为理论支撑。采用等温溶解平衡法，对Na⁺， K⁺， Mg²⁺//Cl^-， NO₃^-， SO₄^2--H₂O体系在-15℃、NaCl·2H₂O饱和条件下的相平衡进行了研究，并构建了相图。相图中有六个零变量点和八个两盐结晶区，只存在一种复盐KCl·MgCl₂·6H₂O。八个两盐结晶区，分别对应于NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+NaNO₃、NaCl·2H₂O+KCl、NaCl·2H₂O+KNO₃、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+Mg(NO₃)₂·6H₂O和NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O，其中NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O共晶区最大，在低温时，硫酸钠的溶解度最小，降温过程中较易结晶析出。与该体系在25℃下的相图相比，复盐种类减少5种，零变量点减少19个，相关系得以极大简化。     

25℃下Na+,K+,Mg2+//Cl-,NO-3-H2O五元体系液固相平衡

The solubilities of the quinary system Na + ,K + ,Mg 2+ //Cl ,NO 3 -H2O and its two quaternary subsystems, Na + ,K + ,Mg 2+ //NO 3 -H2O and K + ,Mg 2+ //Cl ,NO 3 -H2O,were studied by isothermal method at 25°C and their phase diagrams were plotted.In the equilibrium phase diagram of quaternary system Na + ,K + ,Mg 2+ //NO 3 -H2O, there are one invariant point,three univariant curves and three regions of crystallization with one salt:NaNO3, KNO3 and Mg(NO3)2·6H2O.In the equilibrium phase diagram of quaternary system K + ,Mg 2+ //Cl ,NO 3 -H2O,there are three invariant points,seven univariant curves and five regions of crystallization with one salt:KNO3,KCl, Mg(NO3)2·6H2O,MgCl2·6H2O and KCl·MgCl2·6H2O.In the equilibrium phase diagram of the quinary system Na + , K + ,Mg 2+ //Cl ,NO 3 -H2O,there are four invariant points,and seven regions of crystallization with one salt:NaCl, KCl,NaNO3,KCl·MgCl2·6H2O,KNO3,MgCl2·6H2O and Mg(NO3)2·6H2O.     

K+,Na+//Cl-,SO2-4 ,NO-3-H2O体系热力学研究

通过引入表达离子缔合或离子间的短程静电作用项,提高了局部组成模型关联单一电解质水溶液体系热力学性质的精度,并通过建立新的计算多元混合体系作用参数的方法,将其推广应用到多离子电解质溶液体系.在此基础上,预测了Na+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O、K+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O、K+ ,Na+//Cl-,SO2-4,H2O、K+ ,Na+//Cl-,NO-3,H2O、K+,Na+// SO2-4,NO-3,H2O 5个四元体系及K+,Na+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O 五元体系的溶解度,模型参数均通过上述体系所包含的二元、三元体系的溶解度数据获得,计算结果满意.     

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。     

新疆沙尔湖煤气化过程影响因素研究

应用Aspen Plus模拟软件建立了新疆沙尔湖煤气流床气化过程的计算模型,并对新疆沙尔湖煤的气化过程进行模拟计算。以粗合成气中(H2+CO)摩尔分数和有效气产量最高为目标函数,研究了主要参数对气化结果的影响,确定出最佳气化工艺条件。     

多元水盐体系相图的计算机辅助工艺计算

本文利用Visual Basic6．O语言进行多元水盐体系相图的计算机辅助工艺计算。以开发新疆罗布泊地区卤水25℃时蒸发过程的相图计算程序为例，进行了各阶段的盐析量及蒸发水量的计算。该程序解决了多元水盐体系相图工艺计算中作图、读图、计算繁琐和费时费力的问题，可直接应用指导工艺研究。计算程序具有界面友好、操作方便、运行可靠稳定等优点，证明了在多元水盐体系的相图计算中采用Visual Basic6．o语言开发特定过程相图计算程序是可行的。     

258.15 K下五元体系Li+,Na+,Mg2+//SO42-,Cl--H2O相平衡研究

中国含锂盐湖大部分位于青藏、新疆等干旱少雨、冬季寒冷且漫长的地区。为指导低温提锂工艺的开发和设计、利用冬季冷能进行目标离子的富集及明确含锂盐湖在低温下的析盐规律,采用等温溶解平衡法对258.15 K、二水氯化钠饱和条件下的交互五元体系Li⁺,Na⁺,Mg²⁺∥SO₄^2-,Cl^--H₂O相平衡关系进行研究并构建等温平衡相图。结果表明,相图中有4个共饱点、6个两盐结晶区(NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+Li₂SO₄·H₂...     

K~+, Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系热力学研究

通过引入表达离子缔合或离子间的短程静电作用项,提高了局部组成模型关联单一电解质水溶液体系热力学性质的精度,并通过建立新的计算多元混合体系作用参数的方法,将其推广应用到多离子电解质溶液体系。在此基础上,预测了Na+//Cl-,SO2-3,H2O、K+//Cl-,SO2-4,NO-4,NO-3,H2O、K+,Na+//Cl-,SO2-4,H2O、K+,Na+//Cl-,NO-3,H2O3,H2O、K+,Na+//SO2-4,NO-3,H2O5个四元体系及K+,Na+//Cl-,SO2-4,NO-五元体系的溶解度,模型参数均通过上述体系所包含的二元、三元体系的溶解度数据获得,计算结果满意。     

讲授中有研究，学习中有运用

本文从化学反应工程分析的讲授体会出发,分析探讨了硕士学位课程的性质,讲授过程中教材的选取、内容和方法的把握,以及如何根据学生的具体情况,采用更有针对性的课堂讲解的议题。     

三元水盐体系冰点和共晶点的测定、相图表达及计算

针对Na⁺//Cl^-,NO₃^--H₂O、Na⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O和Na⁺,K⁺//Cl^--H₂O 3个三元水盐体系,测定了不同组成时溶液的冰点、共晶点以及降温过程的析盐规律,绘制出三元体系温度-组成立体相图。结果表明：三元体系的冰点、共晶点、相关系与组成可用三棱柱表达,3个三元水盐体系在共晶点温度下均无复盐存在,各含有1个两盐与冰的共晶点,3条单盐与冰或盐盐的共晶线,1个冰和两个单盐结晶区;用三元体系温度-组成立体相图能更直观地表达三元水盐体系的结晶区、冰点、共晶点和溶液组成的关系,可以判断溶液降温过程中的盐或冰的析出类型、温度;同时建立了冰点经验公式,应用经验公式和过量吉布斯自由能模型预测三元体系的冰点和共晶点,计算值和实验值吻合良好。