四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K相平衡研究

针对含锂相关水盐体系相平衡研究不够完善的问题,采用等温溶解平衡法研究四元体系Li~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O在273 K相平衡关系,并根据溶解度数据绘制相图。结果表明该体系属于简单交互四元体系,无复盐和固溶体生成。其相图包含2个共饱点,5条单变量曲线和4个结晶相区(分别是Li_2B_4O_7·3H_2O、Li_2SO_4·H_2O、MgB_4O_7·9H_2O和MgSO_4·7H_2O)。从相图中可以看出,MgB_4O_7所对应的相区最大,溶解度最小。对比该体系在不同温度下相图发现,随着温度升高MgSO_4和MgB_4O_7的结晶区明显减小,而Li_2B_4O_7和Li_2SO_4的结晶区明显增大,说明MgSO_4和MgB_4O_7的溶解度相较于Li_2B_4O_7和Li_2SO_4对温度变化更敏感。     

三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡研究

应用等温溶解平衡法研究了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的稳定相平衡,测定了该体系饱和溶液的溶解度和密度。通过实验数据和固相组成分别绘制了三元体系Li_2B_4O_7-K_2B_4O_7-H_2O 273 K时的相图以及相应的密度-组成图。该体系的稳定相图包含一个共饱点,对应的平衡固相为Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O,共饱点液相组成(质量分数)为Li_2B_4O_72.27%,K_2B_4O_79.80%,两条单变量曲线,两个固相结晶区,分别对应Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O。实验结果表明:体系属于简单共饱型,没有形成复盐和固溶体;Li_2B_4O_7·3H_2O和K_2B_4O_7·4H_2O之间存在相互盐溶作用;在共饱点处,饱和溶液的密度达到最大。同时,对该三元体系在273,288,298,348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论,发现该体系两种盐在不同温度下有相同的结晶形式。     

三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H_2O 273 K稳定相平衡关系。测定了该体系平衡时各组分的溶解度,根据实验数据和固相组成绘制了三元体系Na_2B_4O_7-MgB_4O_7-H2O 273 K等温相图。实验结果表明: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,2条单变量曲线,2个固相结晶区组成,结晶区分别对应Na_2B_4O_7·10H_2O和MgB_4O_7·9H_2O。文中还对该三元体系在不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

三元体系Li_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O在308.15K时固液相平衡研究

青藏高原盐湖卤水提钠、钾后变为Li~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),borate-H_2O五元体系,开展该体系及子体系相平衡研究对综合利用盐湖卤水意义重大。文中采用等温溶解平衡法,测定了三元子体系Li_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O在308.15 K时稳定平衡的溶解度。由研究结果可知:该三元体系为水合物I型,无复盐及固溶体形成;有1个共饱点E(Li_2B_4O_7·3H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),液相组成(质量分数)为:Li_2B_4O_73.73%,Mg_2B_6O_(11)0.04%,2条单变量曲线AE和BE,2个单盐结晶区对应的平衡固相为Li_2B_4O_7·3H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O。随平衡液相中Li_2B_4O_7质量分数不断增大,Mg_2B_6O_(11)的含量不断减小,表明Li_2B_4O_7对Mg_2B_6O_(11)有较强盐析作用。同时发现,章氏硼镁石(Mg B_4O_7·9H_2O)在308.15 K时不能稳定存在,易转化为多水硼镁石(Mg_2B_6O_(11)·15H_2O)。平衡液相的密度、折光率、p H值均随液相中Li_2B_4O_7质量分数的改变呈规律性变化。其中,密度和折光率随Li_2B_4O_7质量分数的增大而增大,至共饱点E达到最大值。用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和实验值吻合较好。     

三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O 298.2K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O 298.2K稳定相关系,测定了该三元体系在298.2K下的平衡液相组成和体积质量,并根据实验结果绘制了该体系的稳定相图及体积质量-组成图。研究发现,三元体系Li~+,Rb~+//SO_4~(2-)-H_2O在298.2K下生成了2种复盐(Li_2SO_4·Rb_2SO_4和3Li_2SO_4·Rb_2SO_4·2H_2O),为复杂三元体系,其稳定相图由3个共饱点、4条单变量曲线和4个结晶区组成。结晶区大小依次为:Li_2SO_4·Rb_2SO_43Li_2SO_4·Rb_2SO_4·2H_2ORb_2SO_4Li_2SO_4·H_2O。Li_2SO_4对Rb_2SO_4具有盐析作用,在单变量曲线上,平衡液相的体积质量随Rb2SO4的质量分数变化而呈现规律性变化。     

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。     

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。     

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NaCl-KCl-SrCl_2-H_2O 373 K固液相平衡

采用等温溶解平衡法进行了373K时四元体系NaCl-KCl-SrCl_2-H_2O的相平衡研究。根据平衡液相组成和平衡固相组成绘制了该四元体系相图和水图,并确定了共饱点的液相组成及对应的平衡固相。实验结果表明:四元体系NaCl-KCl-SrCl_2-H_2O在373K条件下属于简单共饱型,无复盐及固溶体生成,相图由1个共饱点,3条单变量曲线和3个固相结晶区构成,结晶区分别对应为NaCl,KCl和SrCl_2·2H_2O。同时还对该四元体系在373K与之前文献中报道的323,333,343,348,353K时的溶解度数据进行了比较和分析。     

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。     

平落4井海相沉积深层卤水主元素综合利用工艺路线研究

本文以五元水盐体系Na~+,K~+,Mg~(2+)//Cl~-,Br~-—H_2O 313K下的相图为基础,结合328K等温蒸发试验数据,提出了平落4井海相沉积深层卤水中Na~+,K~+,B_2O_3,Br~-主元素综合利用工艺路线,研究成果已在四川省邛崃平落坝获得工业规模应用。     

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。     

Na~+,K~+//Br~-,B_4O_7~(2-)-H_2O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-,B4O27--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。     

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。     

三元体系Li~+,K~+/CO_3~(2-)-H_2O 298.15 K稳定相平衡研究

利用等温溶解平衡法研究了三元体系Li~+,K~+/CO_3~(2-)-H_2O在298.15 K下的稳定相平衡关系,测定了该体系的溶解度数据以及平衡液相的密度、pH和折光率等重要物化参数,并根据实验数据绘制了相图及对应的物化参数-组分含量变化图。实验结果表明:该三元体系既无复盐也无固溶体生成,相图属于简单共饱型,即由1个共饱点、2条单变量曲线和2个固相结晶区组成,结晶区分别对应Li_2CO_3和K_2CO_3。K_2CO_3对Li_2CO_3有显著的盐析效应。平衡液相的密度和折光率随溶液中K2CO3含量的变化呈现相似的变化规律。研究结果对完善含锂、钾卤水体系的热力学数据和实现富锂、钾卤水的综合开发利用具有实际意义。     

五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 273K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了五元体系Li+、K+//CO32-、SO42-、B4O72-、H2O 273 K介稳相平衡关系,测定了它们在273 K条件下的介稳平衡的溶解度和溶液密度,根据实验数据绘制了相应的该五元体系在273 K条件下Li2CO3饱和的介稳平衡相图(干盐投影图和水含量图)。研究结果表明该五元体系介稳平衡中有复盐K2SO4-Li2SO4生成,其低温273 K时介稳相图中有4个共饱点和9条单变量曲线,6个Li2CO3饱和的结晶区分别为LiBO2-8H2O、K2B4O7-4H2O、K2CO3-3/2H2O、K2SO4、Li2SO4-H2O和复盐K2SO4-Li2SO4。对该五元体系在288 K和273 K时的介稳平衡相图进行了比较和讨论。     

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。     

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。     

三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水15℃时相平衡研究

采用等温溶解平衡法,研究了三元体系硼酸钠-硼酸镁-水和硼酸钾-硼酸镁-水在15℃时固液相平衡,测定了2个体系的溶解度和平衡液相的密度、折光率、pH值。研究结果表明:两个三元体系15℃稳定相图中均有一个共饱点,2个两相区,1个三相区(分别为L+Na_2B_4O_7·10H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O、L+K_2B_4O_7·4H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),体系存在3种固相为:Na_2B_4O_7·10H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O,无复盐或固溶体生成。溶液中硼酸钠(硼酸钾)对多水硼镁石有很强的盐析效应,液相的密度、折光率和pH值随溶液中硼酸钠(硼酸钾)质量分数的增加呈有规律的变化。