(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中CaSO_4·2H_2O溶解度的突变现象

在25℃、搅拌转速180 r/min的条件下,通过实验和理论研究硫酸铵浓度(≤2.50 mol/L)对二水硫酸钙溶解度的影响。结果表明:在同离子效应与盐效应的协同作用下,硫酸铵浓度为0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度发生突变。当硫酸铵浓度小于0.07 mol/L时,二水硫酸钙的溶解度随着硫酸铵浓度的增加而减小;而当硫酸铵浓度在0.07~2.50 mol/L时,二水硫酸钙溶解度随着硫酸铵浓度的增加而增加。基于活度积公式和德拜休克尔公式,建立方程预测硫酸铵浓度对二水硫酸钙溶解度的影响,该方程计算值与实验值有很高的吻合度。研究结果为优化磷石膏矿化反应器提供了理论依据。     

铵明矾在NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O+NaCl+H_2O体系中溶解度的测定及关联

以铵明矾结晶法从含有氯化钠的废水中同时回收Al~(3+),NH_4~+和SO_4~(2-)离子,需要铵明矾在不同浓度氯化钠水溶液中的溶解度数据。文中采用静态法测定了铵明矾在283.15—323.15 K范围、氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg水溶液中的溶解度。用Apelblat方程和λh方程对铵明矾溶解度实验数据进行了关联。实验表明:铵明矾溶解度随着温度升高而增大;随氯化钠质量摩尔浓度的增加而增大,盐溶效应明显。Apelblat方程和λh方程对铵明矾在氯化钠水溶液中溶解度的关联效果良好,相关系数R~2均大于0.999。采用冷却结晶法可以从含有氯化钠的废水中回收得到铵明矾;Apelblat方程和λh方程可用于关联氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg范围内铵明矾的溶解度。     

25°C下K_2SO_4-(NH_4)_2SO_4-CO(NH_2)_2-H_2O四元体系的相平衡

测定了25C下K2SO4CO(NH2)2H2O及(NH4)2SO4CO(NH2)2H2O 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25oC下K2SO4(NH4)2SO4CO(NH2)2H2O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.     

35℃时Na_2SO_4-MgSO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系相图及其应用

针对白钠镁矾矿产资源的加工开发,提出以硫酸铵做盐析剂分离白钠镁矾制备镁氮复肥和硫酸钠的设想,采用等温法测定了35℃时Na2SO4-Mg SO4-(NH4)2SO4-H2O四元体系的溶解度,并依据相平衡数据绘制了相图。该相图存在4个共饱点和6个结晶区,6个结晶区分别是Mg SO4·7H2O结晶区,Mg SO4·Na2SO4·4H2O复盐结晶区,Na2SO4结晶区,Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O复盐结晶区,(NH4)2SO4结晶区,以及Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O复盐结晶区,其中Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O的结晶区最大,表明该复盐Mg SO4·(NH4)2SO4·6H2O易于结晶析出。依据相图分析和计算,设计了白钠镁矾矿和(NH4)2SO4为原料制备氮镁复肥和十水硫酸钠的新工艺,新工艺具有生产母液不需蒸发水分,显著节能的优点。     

CaSO_4-Ca(OH)_2-H_2O体系中硫酸根的平衡浓度

测定了25℃时不同pH值下CaSO4-Ca(OH)2-H2O三元体系中SO42-的平衡浓度,考察了Na+离子的影响. 结果表明,pH值在3.0~12.0范围内SO42-平衡浓度最小,为0.01235 mol/L,基本不受pH值的影响;Na+的存在使溶液中SO42-的平衡浓度增大,且二者呈线性关系. 应用Pitzer电解质溶液理论对体系进行了活度修正,计算结果与实验测定结果基本一致. 研究结果为含SO42-工业废水处理提供了一定的理论依据.     

H_2SO_4-Ca(OH)_2-H_2O体系中用脱硫石膏制备石膏晶须

在常压条件下,以脱硫石膏为原料,在H_2SO_4-Ca(OH)_2-H_2O体系中制备石膏晶须,考察了结晶过程的影响因素,表征了石膏相的组成和形貌.结果表明,脱硫石膏中有色杂质大幅度被脱除,白度由45.78%升至94.01%.在Ca(OH)_2用量0.037mol/L、H_2SO_4用量0.92 mol/L、反应温度130℃的条件下,所制样品为半水石膏晶须,长度为100~600μm,直径为3~6μm,收率为74.02%.添加微量盐酸后,生成的晶须平均长度提高1.67倍,且表面更光滑;母液反复循环3次后,产品的形貌和晶型与初次所得半水石膏晶须产品无明显差异.     

含固溶体三元体系K_2SO_4-(NH4)_2SO_4-H_2O和KCl-NH_4Cl-H_2O溶解度的计算

含固溶体三元体系Ｋ２ＳＯ４－（ＮＨ４）２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ和ＫＣｌ－ＮＨ４Ｃｌ－Ｈ２Ｏ溶解度的计算樊彩梅舒兰余华瑞石炎福（四川联合大学化工系,成都６１００６５）关键词固溶体电解质溶液溶解度１前言自１９７３年以来,美国物理化学家Ｋ．Ｓ．Ｐｉｔｚｅｒ在总结...     

K~+、NH_4~+∥Cl~-、SO_4~(2-)-H_2O体系的溶解度

Ｋ＋、ＮＨ＋４∥Ｃｌ－、ＳＯ２－４－Ｈ２Ｏ体系的溶解度涂敏端禹耕之骆彩萍陈世途（四川联合大学化工系，成都６１００６５）关键词硫酸钾氯化铵溶解度１前言硫酸铵与氯化钾复分解反应制取硫酸钾是当前生产硫酸钾的重要方法之一［１］。Ｋ＋、ＮＨ＋４∥Ｃｌ－、ＳＯ...     

CaCl_2-HCl-H_2O体系中由CaSO_4·2H_2O制备CaSO_4·0.5H_2O的相转变过程研究

为了合理利用低浓度氯化钙废液,以浓硫酸与氯化钙废液反应制备的二水硫酸钙为原料,再以CaCl2-HClH2O混合电解质溶液为相转变介质,制备应用价值高的半水硫酸钙。文中研究了该体系中温度和HCl,CaCl2,Mg2+质量分数对CaSO4·2H2O脱水转变为CaSO4·0.5H2O所需的相转变时间、晶体形态变化的影响。以结晶水质量分数确定相转变时间,以晶体图片表征晶体形态的变化。结果表明:相转变时间随着温度以及HCl,CaCl2,Mg2+质量分数的增加而逐渐缩短;单因素实验研究中,温度高于343.15K,HCl,CaCl2,Mg2+质量分数分别超过3.65%,38.85%,0.001%时,相转变时间缩短趋势减缓;晶体形态逐渐由片状转变为针状。该方法可作为HCl法湿法磷酸工艺中低浓度氯化钙废液利用的有效途径。     

基于化学反应控制的CaSO_4·2H_2O-(NH_4)_2CO_3反应动力学

石膏矿化二氧化碳两步法的本质是CO_2被氨吸收后形成的(NH_4)_2CO_3与石膏主要成分CaSO_4·2H_2O间的固液反应。对该反应过程进行研究,探索其反应机理和反应动力学方程。当搅拌转速500 rpm,温度区间25～45℃,其反应动力学可由收缩未反应芯模型描述,且为化学反应控制。其动力学方程符合拟一级假设,在实验温度25、30、35、40和45℃时,求得反应速率常数分别为1.20×10~(-4)、1.72×10~(-4)、2.47×10~(-4)、3.26×10~(-4)和4.28×10~(-4)s~(-1)。进一步回归得相应温区内反应速率常数k与温度T的关系:k=76879.92×exp(-50.21×10~3R~(-1)T~(-1))。     

Ca(H_2PO_4)_2-H_3PO_4-H_2O体系的相平衡过程研究

直接通过磷酸与磷矿反应,从酸解液中结晶分离出磷酸二氢钙是一条经济可行的生产路线,该新工艺的开发需要依据磷酸二氢钙在磷酸溶液中的相平衡行为。通过静态法测定了40～80℃时Ca(H_2PO_4)_2-H_3PO_4-H_2O体系的相平衡行为,并使用XRD表征平衡固相。结果表明:在不同条件下,存在不同的结晶固相。随着磷酸浓度的增大,结晶固相分别为CaHPO_4、CaHPO_4+Ca(H_2PO_4)_2·H_2O、Ca(H_2PO_4)_2·H_2O。一定温度下,随着磷酸浓度的增大,CaHPO_4溶解度增大,而Ca(H_2PO_4)_2·H_2O溶解度减小。在磷酸浓度一定时,随着温度的升高,CaHPO_4溶解度减小,Ca(H_2PO_4)_2·H_2O溶解度增大。电解质NRTL模型可以很好地拟合该体系的相平衡数据,还可用于计算Ca HPO_4和Ca(H_2PO_4)_2·H_2O在磷酸溶液中的溶解度。该研究结果可为新工艺开发提供相应的理论基础和基础数据。     

钙碳比对CaSO_4-CaCO_3-(NH_4)_2CO_3-H_2O体系反应-结晶过程的影响

在CaSO_4-CaCO_3-(NH_4)_2CO_3-H_2O反应体系中,生成碳酸钙与硫酸铵的控速步骤是石膏溶解。溶解表面被新生的碳酸钙结晶覆盖是重要影响因素。基于反应面模型,通过调整钙离子溶出速率与碳酸根加入速率之比(钙碳比),将反应-结晶面控制在溶解表面的固液扩散边界层临界距离之外从而避免覆盖。实验采用表面积一定的天然纯净块状石膏试样,并向溶解体系滴加碳酸铵溶液,使钙碳比分别为0.125、0.25、0.5、1、2、4和8,观察碳酸钙在石膏表面的包覆现象,并预测反应-结晶面与溶解表面之间的微距离。结果显示,当钙碳比为0.125、0.25、0.5和1时,试样表面出现碳酸钙包覆但包覆量随λ增大而减小;当钙碳比为2、4和8时,试样表面不出现包覆,碳酸钙结晶生成于液相主体。将钙碳比为1视为临界值,该条件下反应-结晶面与溶解表面的微距离大于18μm。     

333.15K K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O和K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O体系固液相平衡

采用等温溶解法研究333.15 K体系(K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O)和(K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O)[w((CH_2OH)_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(2NH_4+)的变化呈现相似性规律。实验结果表明:在333.15 K下,体系(K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O)和(K~+,NH_4~+//Cl~-,SO_4~(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O)[w((CH_2OH)_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,NH_4)Cl、(NH_4,K)Cl、(K,NH_4)_2SO_4、(NH_4,K)_2SO_4四种固溶体。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。     

[Bmim]BF_4/EA-(NH_4)_2SO_4-H_2O双水相体系萃取黄连中盐酸小檗碱

研究了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/乙酸乙酯([Bmim]BF_4/EA)-硫酸铵-水双水相体系萃取(ATPS)黄连中盐酸小檗碱,考察了双水相体系中有机溶剂种类、分相盐种类及质量分数、体系温度及pH值对盐酸小檗碱萃取率的影响,得到最佳条件为:[Bmim]BF_4:EA(2.5 mL:2.5 mL)5 mL,硫酸铵溶液质量分数36.7%,温度60℃,pH值5.5,在此条件下萃取率可达78.89%。此工艺对黄连中有效成分的提取、分离、纯化具有一定的应用价值,同时对建立离子液体双水相溶剂浮选体系提取天然产物中活性成分具有一定的指导意义。     

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。     

15℃时NaCl-CO(NH_2)_2-H_2O_2-H_2O四元体系相平衡

为了改进过氧化尿素合成的生产工艺,采用等温法测定了15℃时NaCl-CO(NH2)2-H2O2-H2O四元体系及其三元子体系CO(NH2)2-H2O2-H2O和NaCl-CO(NH2)2-H2O的相平衡数据,依据所绘相图分析,结合热重和XRD表征,得出实验条件下NaCl和尿素能形成新的加合物CO(NH2)2×NaCl,其热稳定性比纯尿素高. 根据相图计算,15℃时CO(NH2)2-H2O2-H2O体系合成过氧化尿素的适宜条件范围较宽,在母液不利用的情况下H2O2的收率为58.08%;而在NaCl-CO(NH2)2-H2O2-H2O体系中,NaCl对过氧化尿素形成没有盐析效应.     

金属离子在 PEG-(NH_4)_2S0_4-H_2O体系中的液-液萃取行为

在 PEG-(NH_4)_2SO_4-H_2O 非有机溶剂体系中,用铬天青 S 作萃取剂,研究了 Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Sc(Ⅲ)的液一液萃取行为。用掩蔽剂乙二胺实现了体系中 Fe(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)的定量萃取分离,结果满意。用加入表面活性剂的方法,研究了 PEG 相的萃取机理。     

三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O和KBr-K_2SO_4-H_2O 398K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O和KBr-K_2SO_4-H_2O在高温398 K的相平衡关系,测定了398 K条件下平衡溶液的溶解度。研究发现:两个三元体系均为简单共饱和型,无复盐及固溶体生成。根据溶解度数据绘制了相图,相图中均有一个共饱和点,2个平衡固相结晶区和2条单变量曲线。三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O所对应的平衡固相为NaBr和Na_2SO_4;KBr-K_2SO_4-H_2O体系对应的平衡固相为KBr和K_2SO_4。对比了上述两个三元体系在不同温度条件下共饱点的液相组成,实验结果表明,NaBr和KBr分别对Na_2SO_4和K_2SO_4有较强的盐析作用。     

Ce(SO_4)_2·4H_2O催化合成乙酸松油酯的研究

研究了以Ce(SO4)2.4H2O为催化剂,松油醇和乙酸酐为原料合成乙酸松油酯。系统考查了反应温度、原料配比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化催化反应的影响。结果表明,当反应温度为25℃,醇酐物质的摩尔比为1∶1.25(以0.05 mol松油醇为基准),催化剂用量为0.125 g,反应时间3 h是最适宜的反应条件,其乙酸松油酯的产率可达75%。     

NH_4MnPO_4·H_2O热分解动力学

以MnSO_4·H_2O、(NH_4)_2SO_4和H_3PO_4为原料,通过共沉淀法制备了NH_4MnPO_4·H_2O,并通过XRD、FTIR、激光粒度分析仪和SEM对产物晶型、化学结构、粒度大小及形貌进行表征。结果表明该产物为NH_4MnPO_4·H_2O,结晶度高,颗粒较细,呈短棒状。通过热分析法研究该产物的热分解过程,表明分解过程分为两个阶段,并对第一阶段分解过程进行了热分解动力学研究,用F1ynn-Wall-Ozawa法和Friedman法求得NH_4MnPO_4·H_2O第一阶段热分解活化能分别为93.201和88.681 kJ×mol~(-1);在以上方法基础上,通过Coats-Redfern法求得第一阶段热解活化能E_1=91.533 kJ×mol~(-1),指前因子A_1=3.846×107 s~(-1),并得到热分解动力学模型和动力学方程,为磷酸铵锰作为缓释氮磷锰肥的使用及其在复肥中的添加应用提供理论依据。