298 K和323 K条件下五元体系NaBr-KBr-MgBr2-CaBr2-H2O相平衡研究

针对四川盆地地下卤水富含钾、溴资源的特点,采用等温溶解平衡法研究了五元体系NaBr-KBr-MgBr₂-CaBr₂-H₂O在298 K和323 K时的相平衡关系,测定了该五元体系在相应温度条件下平衡溶液的溶解度,根据相平衡实验数据绘制相应的干盐相图(KBr饱和)。研究结果表明：该五元体系在298 K和323 K条件下(KBr饱和)均有复盐生成,其中298 K温度下有复盐KBr·MgBr₂·6H₂O生成,相图中含有两个共饱点,五条单变量曲线和四个结晶区(KBr·MgBr₂·6H₂O、NaBr·2H₂O、NaBr、CaBr₂·6H₂O的结晶区);323 K温度下有两种复盐KBr·MgBr₂·6H₂O、2MgBr₂·CaBr₂·12H₂O生成,相图中含有三个共饱点,七条单变量曲线和五个结晶区(KBr·MgBr₂·6H₂O、NaBr·2H₂O、NaBr、CaBr₂·4H₂O、2MgBr₂·CaBr₂·12H₂O的结晶区)。同时,对该五元体系在两个不同温度下的相图、KBr图以及水含量图进行了对比分析。     

三元体系KCl-ZnCl2-H2O在323K下的相平衡研究

为了研究氧化锌矿氯化浸出液盐类溶解规律,文中采用等温溶解平衡法进行了323 K时三元体系KCl-ZnCl_2-H_2O的稳定相平衡研究,并采用X射线粉晶衍射法和湿固相法对平衡固相的成分进行了鉴定,还对不同温度下该体系的溶解度进行了对比分析。研究发现KCl-ZnCl_2-H_2O相平衡体系有复盐生成,为复杂三元体系,该体系相图中有2个共饱点,3条溶解度曲线,3个固相结晶区(分别对应了KCl,2KCl·ZnCl_2和ZnCl_2)。由溶解度数据和相图发现,氯化锌对氯化钾有明显的增溶效应。当氯化钾溶解度逐渐增大达最大值,再加入氯化锌,氯化钾的溶解度又开始降低并生成化学式为2KCl·ZnCl_2的复盐。     

298K、303K及308K下纳米腐植酸在尿素水溶液中的相平衡

生产纳米腐植酸增值尿素过程中,纳米腐植酸在尿素水溶液中溶解度数据尤为重要。采用等温溶解平衡法研究了纳米腐植酸在298、303及308 K尿素水溶液中溶解度及密度数据;按照相平衡数据绘制相应的相图。湿渣法和X-射线粉末衍射法(XRD)相结合方法对平衡固相组成鉴定。实验结果表明:该三元固液相体系相图存在4个相区,分别为纳米腐植酸及尿素纯固相结晶区,纳米腐植酸与尿素共结晶区和未饱和液相区,1个共饱和点,且该体系为简单共饱和型,无固溶体形成。该三元体系308 K与298 K、303 K相图相比,308 K时未饱和液相区增大,纳米腐植酸-尿素共结晶区减小。298、303和308 K下,其相应共饱和点处密度最大值分别为1.2145、1.2333及1.2502 g?cm?3。     

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.     

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。     

Li+K+//S4O2-4-H2O交互四元体系273 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Li+//SO2-4,B4O2-4-H2O 273 K介稳相平衡,测定了该四元体系273 K时介稳平衡液相组成及密度.根据实验数据绘制了相应的介稳相图、水图及密度组成图.研究发现:该体系介稳相图中有复盐KLiSO4形成,介稳相图中有3个共饱和点,7条单变线,平衡固相分别为Li2SO4H2O,K2SO4,KLiSO4,LiBO28H2,和K2B4O7˙4H2O.复盐KLiSO4和单盐Li2SO4˙H2O有较小的结晶区,而LiBO2˙8H2O、K2B4O7˙4H2O和K2SO4的结晶区较大:平衡液相水含量随溶液K+浓度的减小而逐渐减少,在共饱和点E3处具有最小值;而平衡液相密度随溶液K+浓度的减小而逐渐增大,在共饱和点E3处具有最大值;该四元体系介稳平衡条件下Li2SO4的溶解度最高,有很强的盐析能力.     

五元体系KCl-KBr-K2SO4-K2B4O7-H2O 323 K和348 K的相平衡

用等温溶解平衡法研究了五元体系KCl-KBr-K₂SO₄-K₂B₄O₇-H₂O在323 K和348 K时的相平衡关系,测定了该五元体系在相应温度条件下平衡溶液的溶解度和密度,根据相平衡实验数据绘制相应的相图(K₂SO₄饱和)。研究结果表明:该五元体系在323 K和348 K条件下均属于固溶体型,相图中均有2个平衡固相结晶区,其平衡固相分别为固溶体K(Cl,Br)和K₂B₄O₇·4H₂O,1条单变量曲线。该五元体系323 K和348 K的相图相比,348 K时K₂ B₄O₇·4H₂O结晶区变小,而固溶体K(Cl,Br)结晶区变大。     

K2CO3-Na2CO3-H2O三元体系288 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系K2 CO3 -Na2 CO3 -H2 O 2 88K时的相平衡及平衡液相的主要物化性质 (密度 ,电导率 ,pH)。研究发现 :该三元体系有复盐NaKCO3 ·6H2 O形成 ,根据溶解度数据绘制了相图 ,相图中有 2个共饱点E、F ,三条单变度曲线AE、BF、EF ;平衡固相分别为K2 CO3 ·3/ 2H2 O、Na2 CO3 ·10H2 O、NaKCO3 ·6H2 O。实验结果表明K2 CO3 对Na2 CO3 有强烈的盐析作用 ;并简要讨论了实验结果。     

四元体系Rb+, Cs+, Mg2+ // SO42- - H2O 298.2 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了298.2 K下四元体系Rb⁺, Cs⁺, Mg²⁺ // SO₄^2- - H₂O的相平衡关系,测定了该体系的溶解度、密度以及折射率,并绘制了相应的稳定相图、水图、密度-组成图和折射率-组成图。研究表明：298.2 K下,该四元体系为复杂四元体系,有复盐Cs₂SO₄·MgSO₄·6H₂O和Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O以及固溶体[(Rb, Cs）₂SO₄]生成。其稳定相图由4个四元共饱点、9条单变量曲线以及6个结晶区组成。四元共饱点中E₁、E₂、E₃为相称共饱点,E₄为不相称共饱点。6个结晶相区分别对应3种单盐Rb₂SO₄、MgSO₄·7H₂O、Cs₂SO₄,2种复盐Cs₂SO₄·MgSO₄·6H₂O、Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O和1种固溶体[(Rb,Cs）₂SO₄]。其中,复盐Rb₂SO₄·MgSO₄·6H₂O结晶区最大,表明其在该体系中最易结晶析出;Cs₂SO₄结晶区最小。平衡液相的密度和折射率随着溶液中Cs₂SO₄含量变化呈规律性变化。该体系稳定相图将为硫酸镁亚型盐湖卤水中的铷、铯等资源开发利用提供理论依据。     

三元体系NH4Cl+MgCl2+H2O 323.2 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法开展了323.2 K时三元体系NH₄Cl+MgCl₂+H₂O的相平衡研究,测定了平衡固液相组成及密度,并绘制了该三元体系相图。研究发现：该体系323.2 K时有复盐NH₄Cl·MgCl₂·6H₂O生成,相图包含2个共饱点（F₁、F₂）、3条单变量曲线（AF₁、F₁F₂、F₂B）、3个结晶区（NH₄Cl、MgCl₂·6H₂O、NH₄Cl·MgCl₂·6H₂O）。对比该体系273.2、298.2、323.2 K时的相图可知：随着温度升高,NH₄Cl和MgCl₂·6H₂O结晶区变小,NH₄Cl·MgCl₂·6H₂O结晶区变大,同时NH₄Cl·MgCl₂·6H₂O由不相称复盐转变为相称复盐,对应的不相称共饱点转变为相称共饱点。     

三元体系K +,Cs +//SO4 2——H2O 298.2 K稳定相平衡研究

采用等温溶解法开展了三元体系K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O 298.2 K稳定相平衡研究,测定了该体系溶解度、密度及折光率。结果表明,该三元体系在298.2 K下属于复杂体系,有固溶体（K,Cs）₂SO₄产生,且固溶体相区最大;其稳定相图包含3条单变量曲线、3个析出相区和2个共饱点;共饱点处对应的液相组成分别为w（K₂SO₄）=11.69%、w（Cs₂SO₄）=4.02%和w（K₂SO₄）=3.39%、w（Cs₂SO₄）=60.84%。平衡液相的密度和折光率随Cs₂SO₄含量的增大呈现递增的趋势。采用经验公式对平衡液相的折光率进行理论计算,计算值和实验值具有良好的一致性。     

氯化镁-乙醇-水三元体系的相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了20℃时氯化镁-乙醇-水三元体系的平衡溶解度及饱和溶液的折光率和密度,并且绘制了20℃时氯化镁-乙醇-水体系的三元相图.用多元线性回归程序对溶液的折光率、密度及氯化镁的饱和溶解度与液相中乙醇含量之间的关系进行关联,并且计算了乙醇对于氯化镁水溶液的盐析率.体系没有产生分层现象,没有新化合物生成.给出的氯化镁-乙醇-水三元体系的相平衡数据,不仅为溶液化学提供了基础热力学数据,而且为氯化镁的分离纯化和萃取提供了依据.     

283.15 K下三元KCl-NH4Cl-H2O和KH2PO4-NH4H2PO4-H2O体系固-液相平衡测定与关联

采用等温溶解平衡法测定了283.15 K下KCl-NH₄Cl-H₂O和KH₂PO₄-NH₄H₂PO₄-H₂O两个三元体系的溶解度,采用X射线衍射法和湿渣法联合测定平衡固相结构和组成。结果表明,两个体系平衡固相均有部分互溶的固溶体产生,两个相图分别包含一个共饱和点、两条单变量曲线和6个区域。采用Pitzer模型关联和计算两个体系的溶解度数据,结果表明,KCl-NH₄Cl-H₂O体系的最大相对误差为3.096 9%,最小相对误差为0.038 3%,KH₂PO₄-NH₄H₂PO₄-H₂O体系的最大相对误差为5.935 6%,最小相对误差为0.069 8%,模型计算值与实验值基本一致。     

298.2 K四元体系Li+， K+， NH4+ // Cl——H2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了298.2 K三元体系Li⁺,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+} // Cl^--H₂O和四元体系Li⁺,K⁺,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+} // Cl^--H₂O的相平衡。采用湿渣法和XRD测定了三元体系共饱点处平衡固相组成,发现固溶体(NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x 形成;采用XRD和SEM测定了四元体系共饱点处平衡固相组成,发现固溶体(NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x 、(NH₄Cl) _x (KCl)_1-x 和 （KCl) _x (NH₄Cl)_1-x 形成。研究发现：298.2 K下,三元体系相图由2个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区组成,结晶区面积按照NH₄Cl > (NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x > LiCl·H₂O顺序依次减小;四元体系相图包含3个共饱点、8条单变量曲线和6个结晶相区,结晶区面积按 (KCl) _x (NH₄Cl)_1-x > NH₄Cl > KCl > (NH₄Cl) _x (KCl)_1-x > (NH₄Cl) _x （LiCl·H₂O)_1-x > LiCl·H₂O顺序依次减小。结果表明：298.2 K时,在氯化物体系中,锂铵和钾铵均可形成固溶体,且钾铵比锂铵更容易形成固溶体而大量析出,增加了锂钾铵氯化物的分离难度。     

298.2 K四元体系Li+， K+， NH4+ // Cl——H2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了298.2 K三元体系Li⁺,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+} // Cl^--H₂O和四元体系Li⁺,K⁺,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+} // Cl^--H₂O的相平衡。采用湿渣法和XRD测定了三元体系共饱点处平衡固相组成,发现固溶体(NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x 形成;采用XRD和SEM测定了四元体系共饱点处平衡固相组成,发现固溶体(NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x 、(NH₄Cl) _x (KCl)_1-x 和 （KCl) _x (NH₄Cl)_1-x 形成。研究发现：298.2 K下,三元体系相图由2个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区组成,结晶区面积按照NH₄Cl > (NH₄Cl) _x (LiCl·H₂O)_1-x > LiCl·H₂O顺序依次减小;四元体系相图包含3个共饱点、8条单变量曲线和6个结晶相区,结晶区面积按 (KCl) _x (NH₄Cl)_1-x > NH₄Cl > KCl > (NH₄Cl) _x (KCl)_1-x > (NH₄Cl) _x （LiCl·H₂O)_1-x > LiCl·H₂O顺序依次减小。结果表明：298.2 K时,在氯化物体系中,锂铵和钾铵均可形成固溶体,且钾铵比锂铵更容易形成固溶体而大量析出,增加了锂钾铵氯化物的分离难度。     

三元体系Na2CO3-NaF-H2O 298.15 K和318.15 K相平衡研究

在稀土提取工艺和氟化钠制备过程中会产生含碳酸钠和氟化钠的废水。研究了三元体系Na₂CO₃-NaF-H₂O的相平衡,为回收氟化钠和碳酸钠提供理论指导。采用等温溶解平衡法研究了三元体系Na₂CO₃-NaF-H₂O在298.15 K和318.15 K的相平衡关系,测定了该体系各物质组分的溶解度以及平衡液相的密度和pH,并根据溶解度数据绘制相图以及物化参数-组分含量的关系图,利用X射线衍射（XRD）对固相进行分析表征。实验研究表明：该体系无复盐和固溶体生成,属于水合物I型相图。相图包含1个全液相区、2个单盐结晶区、1个混合结晶区、1个全固相区以及3条单变量溶解度曲线、1个共饱点。碳酸钠对氟化钠具有较强的盐析作用。温度不变时,碳酸钠质量分数越高溶液密度越大、pH越大;碳酸钠质量分数不变时,温度越高溶液密度越大、pH越小。     

KH_2PO_4-KNO_3-H_2O三元水盐体系在313.15 K条件下相图的测定和研究

采用等温溶解平衡法测定KH_2PO_4-KNO_3-H_2O三元水盐体系在313.15 K条件下的溶解度,并利用湿渣法和XRD对平衡固相进行分析和验证。根据实验数据绘制相图,相图结果表明,KH_2PO_4-KNO_3-H_2O体系的溶解度等温线有一个三元共饱和点,两条分支,将相图划分为4个区域:不饱和区、KH_2PO_4结晶区、KNO_3结晶区和KH_2PO_4-KNO_3的混合结晶区。313.15 K下的共饱和点组成为w(KH_2PO_4)7.76%、w(KNO_3)33.24%。同时,测定溶液的密度,画出三元体系溶液密度与KNO_3含量的关系图,并将实验测定的密度值与密度模型计算的密度值进行比较,验证了该密度模型的可靠性。