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。     

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。     

四元体系KCl-MgCl2-SrCl2-H2O在288K时的水盐体系相平衡研究

采用等温溶解平衡法对四元体系KCl-MgCl_2-SrCl_2-H_2O在288 K时进行固液相平衡研究,测定平衡液相中各盐的溶解度,使用X射线粉晶衍射法鉴定相应的平衡固相,获得共饱点处平衡固相的XRD图谱。根据实验所得的数据绘制四元体系的平衡相图及局部放大图和水含量图。研究结果表明:在288 K时该体系的稳定相图由2个共饱点、5条单变量曲线和4个结晶区组成,4个结晶区分别对应KCl, SrCl_2·6H_2O,MgCl_2·6H_2O和KCl·MgCl_2·6H_2O,其中KCl的结晶区最大,其次为SrCl_2·6H_2O,而前两者结晶区比MgCl_2·6H_2O大得多,表明MgCl_2·6H_2O对KCl和SrCl_2·6H_2O有强的盐析作用。该四元体系有一种复盐(光卤石KCl·MgCl_2·6H_2O)生成。该四元体系相图的研究结果可用于指导卤水体系中氯化钾和氯化锶的分离提取工艺。     

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。     

三元体系CsCl+MgCl_2+H_2O 298 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究三元体系CsCl+MgCl_2+H_2O 298 K的介稳相平衡。结果发现,相图包含2个共饱点,3条溶解度曲线和3个结晶相区。3个结晶区分别为单盐CsCl,MgCl_2·6H_2O和复盐CsCl·MgCl_2·6H_2O的结晶区。此体系有复盐铯光卤石形成,为复杂三元体系。由相图可知,铯光卤石CsCl·MgCl_2·6H_2O的复盐射线(CW)通过其溶解度曲线(E1E2),属同成分复盐。随着复盐的形成,相图中出现2个共饱点,在共饱点处,均有2种盐和一种平衡溶液达到共饱和。2个共饱点对应的饱和盐分别为MgCl_2·6H_2O+CsCl·MgCl_2·6H_2O和CsCl+CsCl·MgCl_2·6H_2O,且2个共饱点均位于其相应组分点构成的三角形之内,均属于相称共饱点。3种盐结晶区大小按以下顺序排列:CsCl·MgCl_2·6H_2OCsClMgCl_2·6H_2O,其中CsCl·MgCl_2·6H_2O结晶区最大,意味着复盐CsCl·MgCl_2·6H_2O比其他盐更容易析出。     

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。     

光卤石溶解重结晶制取氯化钾工艺计算方法

察尔汗盐湖灶我国最大的钾镁盐湖,钾盐资源主要赋存在钠盐层的晶间卤水中,晶间卤水主要含KCl、NaCl、MgCl_2。卤水自然蒸发浓缩结晶路线是:首先结晶氯化钠,其次结晶光卤石(KCl·MgCl_2·6H_2O),最后结晶水氯镁石(MgCl_2·6H_2O)。从这种类型的卤水中提取钾盐产品的方法,通常是抽取晶间卤水,在钠盐池蒸发析出氯化钠,卤水浓缩至光卤石点时,将卤水排入光卤石池继续蒸发析出光卤石,卤水在光卤石池浓缩至水氯镁石点时,作为老卤排弃。收获光卤石池中的光卤石矿运到加工厂经冷分     

298 K四元体系LiCl-MgCl_2-CaCl_2-H_2O相平衡实验及溶解度计算

采用等温溶解平衡法测定了四元体系LiCl-MgCl_2-CaCl_2-H_2O在298 K下的溶解度,由此绘制了相应的相图和水含量图。实验结果表明,该体系在298 K时有三种复盐生成,无固溶体生成。其相图中含有五个共饱点,十一条单变量曲线以及七个平衡固相结晶区,分别为四个单盐结晶区(Ca Cl2·6H_2O、CaCl_2·4H_2O、Mg Cl2·6H_2O和LiCl·H_2O)以及三个复盐结晶区(LiCl·Mg Cl2·7H_2O、LiCl·CaCl_2·5H_2O和2Mg Cl2·CaCl_2·12H_2O)。运用Pitzer模型,采用文献中报道的参数对该四元体系进行了298 K条件下的溶解度计算。对比发现,计算结果与实验数据基本吻合。     

尿素—纯碱—氯化铵联合生产工艺研究(第二报)——(NH_2)_2CO—NH_4Cl—NaCl—H_2O四元体系相图

(NH_2)_2CO—NH_4Cl—NaCl—H_2O四元体系相图本文第1报曾于报导,碳酸化母液中含(NH_2)_2CO、NH_4Cl、NaCl、NH_(?)HCO_3。如用加热办法将NH_(?)HCO_3分解除去,则母液就成了(NH_2)_2CO—NH_(?)Cl—NaCl—H_2O四元体系。为了进一步探讨从中制取(NH_2)_2CO—NH_4Cl混合肥料的可能性和寻求其最适宜的操作条件,特研究了这一四元体系的100℃、35℃及15℃三种温度的相图。通过对此四元体系相图的研究,作者分析了各种温度下分离混合肥料的情况。     

KCl-K_2CO_3-H_2O三元水盐体系在298K下相平衡的研究

采用等温溶解平衡法测定了298 K时,KCl-K_2CO_3-H_2O三元水盐体系的固液相平衡关系,测定了平衡液相的溶解度和密度,并绘制了相图。结果表明该体系在298 K时的相图都存在6个区域,即:纯KCl结晶区;纯K_2CO_3结晶区;以KCl为主的固溶体结晶区,以K_2CO_3为主的固溶体结晶区;以KCl为主的固溶体和以K_2CO_3为主的固溶体的共结晶区;不饱和溶液区。     

LiCl-MgCl2-H2O三元水盐体系在313.15 K相平衡研究

对青海察尔汗盐湖卤水一个三元子体系LiCl-MgCl_2-H_2O在313.15 K下的相平衡进行研究。测定了这个体系在313.15 K时的溶解度计算数据、折光比率并画出了相图。实验显示313.15 K下该体系共有3个共饱点:LiCl·H_2O、LiCl·MgCl_2·7H_2O和MgCl_2·6H_2O;3个结晶区:水合盐LiCl·H_2O、复盐LiCl·MgCl_2·7H_2O和水合盐MgCl_2·6H_2O结晶区。利用Pitzer模型及相关文献报道中的模型参数进行了溶解度的理论预测,计算结果基本与实际研究结果相符。     

298.15 K下四元体系Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--H_2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究298.15 K下交互四元体系(Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--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,包括密度,黏度,折光率。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:在298.15 K下,该交互四元体系相图包括四个共饱和点,九条单变曲线及六个单盐结晶区域,分别为K_2SO_4,Gla(3K_2SO_4·Na_2SO_4),Na_2SO_4·10H_2O,KH_2PO_4,Na_2SO_4,NaH_2PO_4·2H_2O,其中Gla的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。该体系中存在复盐钾芒硝Gla(3K_2SO_4.Na_2SO_4),结晶水合物(Na_2SO_4.10H_2O,NaH_2PO_4.2H_2O),没有固溶体存在,是一个复杂的共饱和型体系。物理性质(黏度,密度,折光率)随饱和溶液中J(SO_4~(2-))的变化呈现相似规律。     

三元体系KCl+RbCl+H_2O 298 K稳定相平衡研究

盐湖卤水中KCl、Rb Cl极易形成固溶体,增加了钾铷分离难度,开展钾、铷共存氯化物体系相平衡研究,可为氯化物型卤水综合利用工艺制定提供依据。文中采用等温溶解平衡法研究了298 K下三元体系KCl+Rb Cl+H_2O的相平衡关系,测定了体系平衡时各组分的溶解度和平衡液相密度、折光率,根据实验数据绘制了三元体系相图、密度-组成图、折光率-组成图。研究发现:该三元体系为复杂三元体系,有固溶体[(K,Rb)Cl]生成。三元体系相图包含2个共饱点,3条溶解度曲线和3个结晶相区。3个结晶区分别为单盐KCl、Rb Cl和固溶体[(K,Rb)Cl]的结晶区。3种盐结晶区大小按以下顺序排列:[(K,Rb)Cl]KClRb Cl,其中[(K,Rb)Cl]结晶区最大,表明固溶体[(K,Rb)Cl]比其他盐更容易析出。     

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。     

尿素-纯碱-氯化铵联合生产工艺研究(第三报)——尿素-纯碱-氯化铵联合生产流程

本文在第一报所研究的Na~+,NH~+_4/HCO_3~-, Cl~-,(NH_2)_2CO——H_2O体系相图的基础上,奠定了从尿素——氯化钠的水溶液进行碳酸化制取碳酸氢钠的理论,在第二报所研究的(NH_2)_2CO——NH?Cl——NaCl——H_2O四元体系相图为从碳酸化母液中分离出(NH_2)_2CO——NH?Cl混合肥料的生产工艺提供了理论指导.从这两个相图出发,设想出尿素——纯碱——氯化铵的联合生产原则性流程.并进行了详细的理论计算.     

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 K和323 K条件下五元体系NaBr-KBr-MgBr_2-CaBr_2-H_2O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-MgBr_2-CaBr_2-H_2O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·MgBr_2·6H_2O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·MgBr_2·6H_2O、NaBr·2H_2O、NaBr、CaBr_2·6H_2O的结晶区);323 K温度下有两种复盐KBr·MgBr_2·6H_2O、2MgBr_2·CaBr_2·12H_2O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·MgBr_2·6H_2O、NaBr·2H_2O、NaBr、CaBr_2·4H_2O、2MgBr_2·CaBr_2·12H_2O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。     

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。     

硫酸铵盐析法加工分离白钠镁矾的相图研究

针对白钠镁矾矿物加工分离困难的问题,对相关水盐体系相图做了研究,设计了以硫酸铵为盐析剂加工分离白钠镁矾的生产工艺。通过相图分析可以发现,当温度为60℃时Na_2SO_4-MgSO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O四元体系会形成较大的MgSO_4·(NH_4)_2SO_4·6H_2O复盐结晶区,0℃时则形成Na_2SO_4·10H_2O结晶区,所以调节混合体系温度和水量可以实现氮镁复肥和硫酸钠的循环生产。硫酸铵为盐析剂加工分离白钠镁矾的生产工艺具有反应时间短、操作简单等特点,此外还可制备得到氮镁复肥和硫酸钠。该工艺对于有效分离白钠镁矾矿物,实现白钠镁矾资源的综合利用具有重要的现实意义。     

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。