三元体系LiBr-Li2SO4-H2O 298 K相平衡

为了获取地下卤水中的锂盐的溶解和析盐规律,进一步指导开发宝贵的液态锂资源,文中采用等温溶解平衡法研究了三元体系LiBr-Li_2SO_4-H_2O在298 K时的固液稳定相平衡关系,测定了平衡溶液的饱和溶解度和密度,并根据饱和液相组成、湿固相组成和对应的平衡固相绘制了等温溶解度图和密度-组成图。结果表明:三元体系在298 K时的相图为简单共饱和型相图,平衡固相中无复盐和固溶体形成;该体系的相图由一个共饱点E,2条单变量溶解度曲线AE和BE,2个单盐结晶区组成,其中结晶区分别对应于二水溴化锂和一水硫酸锂;在三元体系中,溴化锂对硫酸锂有明显的盐析作用,且一水硫酸锂的结晶区远大于二水溴化锂。平衡液相对应的饱和固相由湿渣法和XRD确定。     

298 K时三元体系MeSO4-(NH4)2SO4-H2O的相平衡

用等温溶解平衡法研究了298 K时MeSO4-(NH4)2SO4-H2O三元体系的溶解度,并绘制了平衡相图. 结果表明,在MnSO4-(NH4)2SO4-H2O体系中,有MnSO4×H2O, (NH4)2Mn(SO4)2×6H2O和(NH4)2SO4 3条饱和曲线,组成为MnSO4×H2O和(NH4)2Mn(SO4)2×6H2O及(NH4)2Mn(SO4)2×6H2O和(NH4)2SO4的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2SO4, (NH4)2Mn(SO4)2×6H2O和MnSO4×H2O的3个纯盐结晶区. 在ZnSO4-(NH4)2SO4-H2O体系中,有(NH4)2Zn(SO4)2×6H2O, ZnSO4×7H2O与(NH4)2SO4 3条饱和曲线,组成为(NH4)2Zn(SO4)2×6H2O和ZnSO4×7H2O及(NH4)2SO4和(NH4)2Zn(SO4)2×6H2O的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2Zn(SO4)2×6H2O, ZnSO4×7H2O和(NH4)2SO4的3个纯盐结晶区. 在(NH4)2SO4-FeSO4-H2O体系中,有(NH4)2Fe(SO4)2×6H2O, FeSO4×7H2O和(NH4)2SO4的3条饱和曲线,组成为(NH4)2Fe(SO4)2×6H2O和FeSO4×7H2O及(NH4)2Fe(SO4)2×6H2O和(NH4)2SO4的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2Fe(SO4)2×6H2O, FeSO4×7H2O和(NH4)2SO4的3个纯盐结晶区. 研究结果既为含Fe2+, Mn2+和Zn2+溶液的复盐沉淀深度净化提供了理论指导,同时也为四元体系的研究奠定了基础.     

Na+,K+∥Br-,B4O2-7-H2O交互四元体系348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了348 K时交互四元体系Na+,K+//Br-,B4O2-7-H2O的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度以及密度,补充了该体系在348 K下的溶解度和密度数据.研究结果发现,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、密度-质量分数图和含水量图,相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区.4个结晶区的平衡固相分别为:Na2B4O7·5H2O,K2B4O7·4H2O,KBr和NaBr.从相图上可以看出,该体系在348 K时Na2B4O7·5H2O的结晶区最大,NaBr的结晶区最小.     

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.     

-15℃下Na+, K+, Mg2+// Cl-, SO4-2-H2O体系相平衡

采用等温溶解平衡法,研究了Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, SO₄^-2-H₂O, 五元水盐体系在-15℃下NaCl·2H₂O饱和时的相平衡关系,测定了溶解度和密度,并绘制出相应的相图。研究结果表明:该五元体系平衡相图中有3个四盐共饱点,7条单变量溶解度曲线及5个两盐结晶区,5个两盐结晶区分别对应于KCl+NaCl·2H₂O、Na₂SO₄·10H₂O+ NaCl·2H₂O、MgSO₄·7H₂O+NaCl·2H₂O、MgCl₂·8H₂O+NaCl·2H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O+ NaCl·2H₂O;所 得-15℃相图和25℃下相图相比,相图结构大为简化:K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、KCl·MgSO₄·3H₂O、Na₂SO₄·3K₂SO₄、Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O、MgSO₄·(4～6)H₂O、K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O结晶区均消失,Na₂SO₄结晶区转变为Na₂SO₄·10H₂O且结晶区扩大,KCl、MgSO₄·7H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O结晶区缩小,MgCl₂·6H₂O结晶区转变为MgCl₂·8H₂O。在此基础上研究了不同组成的盐湖卤水在降温过程中的结晶规律,为低温盐田工艺的开发提供了理论依据。     

K+/Cl-,Br- -H2O三元体系298 K,313 K,333 K时的相平衡

用等温溶解平衡法测定了三元体系 K /Cl-,Br--H2O 298 K、313 K、333 K时的相平衡数据,同时还测定了饱和溶液的密度、折光率等物化性质,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了鉴定.该三元体系 298 K、313 K、333 K的溶解度等温图有 1 个固相区:K(Cl,Br),有 1 条单变量曲线,该体系属于固体溶液型.用Pitzer模型计算测得的三元体系 298 K、313 K、333 K溶解度,并用经验公式对平衡液相的密度、折光率进行了计算,计算值与实验值基本吻合.     

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KCl-K2B4O7-H2O在323 K时相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系KCl-K₂B₄O₇-H₂O在323 K时的稳定相平衡关系及稳定平衡液相的密度,测定了该三元体系稳定平衡溶液溶解度和密度。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个三元共饱点、2条单变量曲线、2个结晶相区,即氯化钾（KCl）结晶区和四硼酸钾（K₂B₄O₇·4H₂O）结晶区;平衡固相为KCl和K₂B₄O₇·4H₂O。由相图可以看出,KCl对K₂B₄O₇有较强的盐析作用。     

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。     

25℃下K2SO4-(NH4)2SO4-CO(NH2)2-H2O四元体系的相平衡

测定了25℃下K2SO4-CO(NH2)2-H2O及(NH4)2SO4-CO(NH2)2-H2O两个三元体系相平衡的数据，并依据Pitzer电解质溶液理论对实验测定值进行了关联，关联结果与实验测定值相吻合．通过测定25℃下K2SO4-(NH4)2SO4-CO(NH2)2-H2O四元体系的相平衡数据可知尿素不能与硫酸钾或硫酸铵形成复盐，因此该四元体系的相平衡数据可近似由其所含三元体系的相互作用参数推算得出．     

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。     

298K时NaCl-（NH4）2SO4-H2O三元水盐体系相平衡研究

研究了298 K时NaCl-(NH4)2SO4-H2O三元水盐体系的固液相平衡的关系,测出了硫酸铵、氯化钠在水中的溶解度数据,并绘制了相图.研究结果表明,该体系在298 K时的相图主要存在6个区域,即:纯硫酸铵结晶区;纯氯化钠结晶区;以硫酸铵为主的固溶体结晶区;以氯化钠为主的固溶体结晶区;以硫酸铵为主的固溶体和以氯化钠为主的固溶体的共结晶区;不饱和溶液区.因为体系中离子存在交互,使相图中还存在一些交叉区域,这有待做进一步的研究.     

四元体系Li+,K+//CO32-,B4O72- -H2O 273 K介稳相平衡研究

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,用等温蒸发平衡法研究了四元体系Li+,K+//CO23-,B4O27--H2O 273 K的相平衡,测定了平衡时各组分的溶解度及平衡液相的密度。四元体系Li+,K+//CO32-,B4O72--H2O273 K时的相图由5条溶解度单变量线、4个结晶区及2个共饱点组成。4个结晶区分别为对应于盐Li2CO3,K2CO3.1.5H2O,K2B4O7.4H2O及Li2B2O4.16H2O。2个共饱点中,一个为Li2CO3,K2CO3.1.5H2O及K2B4O7.4H2O三盐相称共饱点,另一个为Li2CO3,K2B4O7.4H2O和Li2B2O4.16H2O的三盐不相称共饱点。体系属四元水合物相图Ⅰ型,4种原始组分间未形成复盐或固溶体。对于该四元体系273 K和288 K下的介稳相图发现,碳酸锂盐的溶解度呈现较明显的负温度效应,它在273 K下的结晶相区比在288 K下的要小,且析出固相为偏硼酸锂;而碳酸钾、硼酸钾及硼酸锂结晶区则比288 K下的大。     

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。     

313.15 K四元体系Na+// S O 4 2 - ， C O 3 2 - ， N O 3 - -H2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究313.15 K下四元体系Na⁺// \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4^{2-} , \mathrm{C} {\mathrm{O}}_3^{2-} , \mathrm{N} {\mathrm{O}}_3^{-} -H₂O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数据,包括密度、黏度、折射率。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：313.15 K下,此四元体系相图包括两个共饱和点,六条单变曲线以及五个单盐结晶区域(分别为NaNO₃,Na₂SO₄,Na₂CO₃·H₂O, Bur(Na₂CO₃·2Na₂SO₄),Da(NaNO₃·Na₂SO₄·H₂O)),其中Bur的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。实验中的物理性质(黏度、密度、折射率)随J(Na₂SO₄)的变化呈现相似性规律。该体系中存在复盐碱芒硝Bur(Na₂CO₃·2Na₂SO₄)、钠硝矾Da(NaNO₃·Na₂SO₄·H₂O),结晶水合物(Na₂CO₃·H₂O),没有固溶体存在,故该体系是一个复杂的共饱和型。实验所获数据和结论对煤化工过程产生的高盐废水结晶析盐工艺开发及实现资源梯级综合利用具有重要意义。     

Li+(K+)/CO32-、B4O72-- H2O三元系298K时平衡液相的物化性质

研究了二个三元体系Ｌｉ＋／ＣＯ３２－、 Ｂ４Ｏ７２－Ｈ２Ｏ（１）和Ｋ＋／ＣＯ３（２－）、 Ｂ４Ｏ７（２－）－Ｈ２Ｏ（２） ２９８Ｋ时的相平衡液相的物化 性质（密度、折光率、粘度、电导率、ｐＨ值）。研究表明：这二个三元体系均属简单共饱型,无复盐或固溶体形 成。体系（１）的两段溶解度曲线对应于无水Ｌｉ２ＣＯ３和Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７Ｈ２Ｏ结晶区,体系（２）的两段溶解度曲线对应于 Ｋ２ＣＯ３·３／２Ｈ２Ｏ和Ｋ２Ｂ４Ｏ７·４Ｈ２Ｏ结晶区。用经验公式对平衡液相的密度、折光率进行了计算,计算值与实验值非常 吻合,最大绝对偏差仅为０．００１１。     

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。     

三元体系Mg2+//Cl-,borate-H2O在323.15 K时相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Mg2+//Cl-,borate-H2O在323.15 K时的溶解度及其平衡溶液的物化性质(密度、折光率、pH、电导率).根据实验数据绘制了相应的平衡相图及其物化性质组成图.发现了镁硼酸盐的转化现象,并用n(三氧化二硼)/n(氧化镁)来表示;该体系在323.15 K时相图中有1个共饱点(水氯镁石+镁硼酸盐),2条单变量溶解度曲线(分别对应镁硼酸盐和水氯镁石的溶解度曲线),2个结晶相区(分别为水氯镁石和镁硼酸盐).