25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相平衡研究

针对新疆硝酸盐矿组成,采用等温蒸发法分别研究了25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl- SO42--H2O四元体系的介稳相平衡、溶解度数据,并根据测得的数据绘制出了相应的介稳相图.结果表明:在25℃及50℃时Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相图存在四个单盐结晶区,五条单变量溶解度曲线和两个零...     

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。     

-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。     

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.     

四元体系Na+,K+//Br-,SO42——H2O373K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K条件下的相平衡关系,测定了平衡溶液的溶解度和密度,并根据实验数据绘制相应的相图、水图和密度图。研究发现:交互四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在373 K温度下,有复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄生成,相图由3个共饱和点、7条单变量曲线和5个结晶区组成。其中,5个结晶区分别对应单盐:K₂SO₄,KBr,NaBr,Na₂SO₄和复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄(Gla)。     

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).     

Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO42-,NO3-,H2O体系液固相平衡研究

针对新疆硝酸盐卤水矿所属的Na^＋,K^＋,Mg^2＋/Cl^-,SO4^2-,NO3^-,H2O六元体系,首次提出了其在25℃、氯化钠饱和时相图的表示方法,并结合生产实际,用等温法测定了所需相图区域的溶解度数据,进行了实际卤水的等温蒸发实验。研究表明：在相图中,氯化钠和硫酸钠分别与白钠镁矾、钾芒硝、钠硝矾有三盐共饱面;氯化钠和硫酸钠分别与白钠镁矾、钾芒硝、钠硝矾中的任两盐有四盐共饱线;氯化钠、硫酸钠、白钠镁矾、钾芒硝及钠硝矾有一个五盐共饱点;实际卤水等温蒸发时的析盐顺序为：氯化钠、氯化钠＋无水芒硝、氯化钠＋无水芒硝＋白钠镁矾、氯化钠＋无水芒硝＋白钠镁矾＋钾芒硝。     

K+,Mg2+//SO42-,B4O72--H2O四元体系288K时的固液相平衡

采用等温溶解平衡法研究了288 K时K+,Mg+//SO42- B4O72- -H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288 K时平衡液相的溶解度和密度.依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图和水图.研究结果表明:交互四元体系K+,Mg2+//SO42-,B4O72-H2O...     

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。     

333.15 K K+,NH4+//Cl-,SO42——H2O和K+,NH4+//Cl-,SO42——(CH2OH)2-H2O体系固液相平衡

采用等温溶解法研究333.15 K体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物化性质,包括密度、黏度、折射率、pH。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物化性质-组成图。实验中的物化性质（黏度、密度、折射率、pH）随J（2NH₄⁺）的变化呈现相似性规律。实验结果表明：在333.15 K下,体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的相图相似,均含有一个四元共饱和点,四条单变曲线及四个固相结晶区域。这两个体系均为复杂体系,存在（K,NH₄）Cl、（NH₄,K）Cl、（K,NH₄）₂SO₄、（NH₄,K）₂SO₄四种固溶体。实验所获数据和结论,可优化以硫酸盐型固体废弃物为硫酸根来源,转化法生产硫酸钾工艺。     

四元体系NaCl+NaBO2+Na2CO3+H2O 298.15 K 相平衡研究

柴达木盐湖中具有丰富的盐湖离子,对其中的一个四元体系水盐相图开展研究,采用等温溶解平衡法开展了298.15 K时四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O相平衡研究,测定了体系平衡液相组成及密度和折光率,绘制了四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K的相图及相应的物化性质图。研究发现NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O四元体系298.15 K 时包含2个共饱点（E₁、E₂）、5条溶解度曲线（AE₁、BE₁、CE₂、DE₂、E₁E₂）、4个结晶区（NaCl、NaBO₂·4H₂O、Na₂CO₃·7H₂O、NaCl·NaBO₂·2H₂O）。其中三元体系NaCl+NaBO₂+H₂O在298.15 K下产生了复盐NaCl·NaBO₂·2H₂O,通过研究发现该四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O在298.15 K下也具有NaCl·NaBO₂·2H₂O复盐区。     

四元体系Li+,K+,Mg2+//B4O72——H2O 273 K相平衡

利用等温溶解平衡法研究了四元体系Li⁺, K⁺, Mg²⁺//B₄O₇^2--H₂O 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⁺, Mg²⁺//B₄O₇^2--H₂O 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Li₂B₄O₇·3H₂O、K₂B₄O₇·4H₂O和MgB₄O₇·9H₂O;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348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

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。     

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.     

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.     

三元体系AlCl3+CaCl2+H2O，AlCl3+FeCl3+H2O和CaCl2+FeCl3+H2O在35℃时的相平衡

缺少含AlCl₃、CaCl₂和FeCl₃的溶液相平衡,使通过蒸发结晶从粉煤灰盐酸浸取液中制备纯净的AlCl₃·6H₂O变得比较困难。采用等温溶解法研究了三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O,AlCl₃+FeCl₃+H₂O和CaCl₂+FeCl₃+H₂O在35℃时的相平衡关系,测定了相应的溶解度及密度,并绘制了相应相图及密度-组成图。实验结果表明：三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O分别有两条溶解度曲线,两个单盐结晶区,无复盐和共溶体产生,同离子效应导致增加溶液中CaCl₂和FeCl₃浓度会有效降低AlCl₃的溶解度;CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系会形成复盐CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O;所得35℃相图与25℃相图相比,三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O中AlCl₃·6H₂O结晶区增大,CaCl₂·6H₂O结晶区转变成CaCl₂·4H₂O结晶区,CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系中CaCl₂·2FeCl₃·8H₂O结晶区转变为CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O结晶区。     

Study on phase equilibrium of system Na+, K+, Mg2+//Cl-, NO3-, SO42--H2O at -15℃

Xinjiang brine nitrate mine mainly contains six kinds of ions: Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Cl^-, NO₃^-, and SO₄^2-, belonging to a high-element complex system, and its rational utilization and development require phase equilibrium studies at different temperatures as theoretical support. The phase equilibrium of the system Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, NO₃^-, SO₄^2--H₂O saturated with NaCl·2H₂O at -15℃ was investigated using the isothermal solution equilibrium method. According to the measured data, the phase diagrams were constructed. Only one double salt KCl·MgCl₂·6H₂O was found in the system. There are six invariant points and eight two-salt crystallization fields corresponding to 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 and NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O. The crystallization area of NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O occupies the largest part because of its low solubility, and they will crystallize out easily from the mixed solution in the cooling process. Compared with the phase diagram of the system at 25℃, there are 5 types of double salts reduced, 19 zero variable points reduced, and the phase relationship is greatly simplified.     

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。