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。     

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     

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。     

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。     

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。     

科技动态

1、制取纯的氧化铝经机械或热处理的粘土或其他含氧化铝物质用HCl浸提,分离掉不溶解残渣,而后从溶液中除去铁,蒸发得结晶AlCl_3·6H_2O,AlCl_3热分解得氧化铝。从热分解的气体中可回收HCl。在结晶过程中,可溶于酸的、碱土和碱金属盐随母液除去。热分解气流的含尘,经HCl洗涤,生成浓AlCl_3溶液或固体AlCl_3·H_2O。由于气流中的AlCl_3循环,可     

Mg~(2+)对磷矿反浮选废水中硫酸钙结垢行为的影响

贵州某磷矿反浮选废水结垢物主要成分是CaSO_4·2H_2O,本文采用模拟磷矿反浮选废水探讨Mg~(2+)对硫酸钙结垢行为的影响。考察了Mg~(2+)对溶液结垢量、试片表面结垢量、CaSO_4·2H_2O结垢诱导时间、CaSO_4·2H_2O结晶成核率以及晶体表面张力的影响;采用扫描电镜(SEM)对CaSO_4·2H_2O晶体形貌进行了分析。结果表明,随着Mg~(2+)用量增加,溶液结垢量和试片表面结垢量均逐渐减少,CaSO_4·2H_2O结垢诱导时间延长,晶体表面张力增大,成核率降低;添加Mg~(2+)后CaSO_4·2H_2O晶体形状由板柱状变成了细针状。     

铝离子对二水硫酸钙晶体结晶性能的影响

以CaHPO_4·2H_2O和H_2SO4为原料,AlCl3·6H_2O为添加剂,在温度80℃、搅拌速率150 r/min、反应时间4 h的条件下制备CaSO_4·2H_2O晶体,研究了Al~(3+)对CaSO_4·2H_2O晶体结晶性能的影响.结果表明,Al~(3+)浓度增加,CaSO_4·2H_2O晶体宽度提高,长宽比下降,XRD谱衍射峰发生偏移,对应晶面的晶面间距减小;晶面间距减小可能与Al~(3+)掺入CaSO_4·2H_2O晶格间隙中有关,Al~(3+)抑制了晶体沿长度方向生长,降低了CaSO_4·2H_2O的长宽比.     

硫含量对铝酸钠种分母液盐蒸发结晶析出的影响

研究了高硫铝土矿中硫对拜耳法NaAl(OH)4种分母液蒸发排盐的影响.结果表明,NaAl(OH)4溶液深度蒸发排盐渣中主要存在Na2CO3·H2O和NaAlO2·1.25H2O,苛碱浓度300~310 g/L时能有效析出Na2CO3且不导致NaAlO2析出过高.硫对NaAl(OH)4溶液中Na2CO3、硫盐和NaAlO2析出影响很大,析出率均随硫含量增加而增加,且排盐率均在60%以上.Na2SO4对析出率影响最大,硫浓度6 g/L时排盐率可达91.33%;Na2SO3的影响稍低;Na2S对析出率影响较小,硫浓度6 g/L时排盐率仅为68.49%.将硫浓度为4.5 g/L的NaAl(OH)4溶液蒸发至苛碱浓度为310 g/L时排盐渣中存在Na2CO·3H2O,NaAlO21.25·H2O,Na2CO32Na2SO4和其他形式复盐.蒸发过程中有部分低价硫被氧化,约有7%和4%的S2氧化为S2+和S4+,7%~11%S4+氧化为S6+.Na2CO3和各价态硫化合物交互作用,影响蒸发排盐效果.     

脱硫废水热烟气蒸发过程中挥发性组分迁移转化特性研究进展

脱硫废水中存在挥发性重金属、氨氮、挥发性有机物（VOCs）、氯等挥发性组分。在采用热烟气蒸发时,部分挥发性组分会以气态形式再释放进而导致有在脱硫废水中循环富集的潜在风险。本文基于脱硫废水中挥发性组分来源、赋存形态的分析,探讨了热烟气蒸发过程中挥发性组分的迁移转化行为。挥发性污染组分迁移转化是一个非均相物理化学过程。废水固液相中的挥发性组分可通过纯物理作用或与其他组分发生反应以气态或颗粒态形式析出进入烟气,并进一步与烟气组分发生热分解转化、吸附凝结等作用。当前研究仅认为少量氯会以HCl的形式析出,重金属普遍认为均以颗粒态形式析出,有机物、氨氮则未作关注。迄今还只局限于宏观现象的考察,相关的定量研究十分缺乏。文中指出,在当前不经或只经简单预处理的热烟气蒸发技术逐渐成为电厂脱硫废水零排放主流路线的背景下,脱硫废水蒸发过程中挥发性组分的迁移转化规律的研究显得尤为重要。     

膜结晶处理高浓度Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O溶液的结晶调控

利用真空膜蒸馏-结晶耦合技术处理多元高盐废水(Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O),回收纯水和高品质NaCl晶体产品,考察不同操作温度和不同无机盐离子浓度对膜蒸馏性能和NaCl晶体产品性质调控作用。结果表明随着温度升高导致饱和蒸气压增大,增大了跨膜压差,膜的渗透通量逐渐升高;随着溶液中Mg~(2+)浓度的逐渐升高,膜的渗透通量呈下降的趋势,主要是由于水的质量分数下降和溶液黏度增加;膜蒸馏过程中,通过对比实验,分析了疏水微孔膜表面在膜蒸馏操作条件下表面晶体颗粒沉积的程度,证实了使用的中空纤维膜性能稳定,重复使用20次后仍能保持稳定通量;操作温度为65℃时,不同离子浓度的饱和原料液(MgCl_2质量占NaCl和MgCl_2总质量的0%、5.0%和10.0%)得到NaCl晶体产品平均粒径分别为91.04、91.38和122.56μm,粒度分布的变异系数C.V.值分别为28.78、30.63和36.77,粒径分布集中,表面相貌平整,呈完美的立方体形态,没有团聚现象;同时,膜蒸馏得到的水纯度较高,电导率均小于5μS?m~(-1),采用选择性溶剂乙醇洗涤后的NaCl晶体产品纯度均大于98.15%。综上,通过膜蒸馏过程中渗透通量和膜界面的有效调控,在适宜的操作温度和较低的Mg~(2+)含量下,膜蒸馏结晶过程从多元高盐废水(Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O)控制分离获得纯度较高、表面形貌完好、粒度均一的NaCl晶体产品。这一研究将为综合治理多元无机高盐废水,实现废水的近零排放和无机盐资源回用开拓新的思路。     

翁泉沟硼镁铁矿的硫酸法加工(Ⅱ)──H_3BO_3-MgSO_4-MgC1_2-H_2O体系相图及其应用

测定了25℃、100℃H_3BO_3-MgSO_4-MgCl_2-H_2O体系的溶解度并绘成相图.根据相图，H_3BO_3-MgSO_4溶液可以MgCl_2为盐析剂，在100℃下蒸发析出一水硫酸镁，其母液冷至25℃析出H_3BO_3，硼酸母液循环用作盐析剂，使H_3BO_3和MgSO_4完全分离．文中并讨论了MgCl_2的最适用量.     

翁泉沟硼镁铁矿的硫酸法加工(Ⅱ)──H_3BO_3-MgSO_4-MgC1_2-H_2O体系相图及其应用

测定了25℃、100℃H_3BO_3-MgSO_4-MgCl_2-H_2O体系的溶解度并绘成相图.根据相图，H_3BO_3-MgSO_4溶液可以MgCl_2为盐析剂，在100℃下蒸发析出一水硫酸镁，其母液冷至25℃析出H_3BO_3，硼酸母液循环用作盐析剂，使H_3BO_3和MgSO_4完全分离．文中并讨论了MgCl_2的最适用量.     

脱硫废水资源化处理高磷废水研究

以高磷废水为处理对象,提出了脱硫废水资源化除磷方案。考察了Mg~(2+)浓度、pH、脱硫废水与高磷废水混合体积分数(FPR)和初始磷浓度对除磷效果的影响,结果表明,升高pH有利于除磷,Mg~(2+)浓度对除磷效果的影响不大;初始磷浓度越大,脱硫废水除磷效率越高;当初始钙磷比(物质的量比)大于2.0,pH≥10时,磷去除率可维持在95%以上,出水磷质量浓度小于0.5 mg/L。XRD、SEM结果表明,中性条件下,沉淀物主要为CaHPO_4·2H_2O;碱性条件下,沉淀物主要为Ca_3(PO_4)_2·n H_2O,Mg~(2+)会掺入晶体相,形成白磷钙石。     

313.15K四元体系Na~+//SO_4~(2-),CO_3~(2-),NO_3~--H_2O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~+//SO_4~(2-),CO_3~(2-),NO_3~--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NaNO_3,Na_2SO_4,Na_2CO_3·H_2O, Bur(Na_2CO_3·2Na_2SO_4),Da(NaNO_3·Na_2SO_4·H_2O)),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 (Na_2SO_4)的变化呈现相似性规律。该体系中存在复盐碱芒硝Bur(Na_2CO_3·2Na_2SO_4)、钠硝矾Da(NaNO_3·Na_2SO_4·H_2O),结晶水合物(Na_2CO_3·H_2O),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。     

燃煤电厂钙法脱硫废水的资源化利用研究

研究了国内电厂钙法脱硫废水的组成并对其相图进行分析,在此基础上对某公司废水进行分阶段连续蒸发实验,最终得到蒸发结晶析盐规律,同时通过直接蒸发结晶分离提纯各盐类物质。实验结果表明:该脱硫废水蒸发析出的无机盐为硫酸钙、一水硫酸镁、一水硫酸镁与氯化钠的混合物。     

三元体系AlCl_3+CaCl_2+H_2O,AlCl_3+FeCl_3+H_2O和CaCl_2+FeCl_3+H_2O在35℃时的相平衡

缺少含AlCl_3、CaCl_2和FeCl_3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AlCl_3?6H_2O变得比较困难。采用等温溶解法研究了三元体系AlCl_3+CaCl_2+H_2O,AlCl_3+FeCl_3+H_2O和CaCl_2+FeCl_3+H_2O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AlCl_3+CaCl_2+H_2O和AlCl_3+FeCl_3+H_2O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CaCl_2和FeCl_3浓度会有效降低AlCl_3的溶解度;CaCl_2+FeCl_3+H_2O体系会形成复盐CaCl_2·2FeCl_3·7H_2O;所得35℃相图与25℃相图相比,三元体系AlCl_3+CaCl_2+H_2O和AlCl_3+FeCl_3+H_2O中AlCl_3·6H_2O结晶区增大,CaCl_2·6H_2O结晶区转变成CaCl_2·4H_2O结晶区,CaCl_2+FeCl_3+H_2O体系中CaCl_2·2FeCl_3·8H_2O结晶区转变为CaCl_2·2FeCl_3·7H_2O结晶区。     

无机相变材料CaCl_2·6H_2O的过冷特性

CaCl_2·6H_2O作为一种常见的常温无机水合盐相变材料,由于成本低、易获取、蓄热强而受到广泛的关注。按无水CaCl_2与H_2O的质量比为1.027:1制备了CaCl_2·6H_2O,经X射线衍射(XRD)表征其晶体结构;通过添加成核剂SrCl_2·6H_2O和Ba(OH)2对CaCl_2·6H_2O改性,发现两者的联合作用可抑制过冷,10次熔化-冷却循环平均过冷度1.07℃。采用差示扫描量热仪(DSC)测定CaCl_2·6H_2O添加成核剂前后相变潜热,发现潜热由223.54 J·g~(-1)降至160.41 J·g~(-1);为了扩大CaCl_2·6H_2O相变温度的范围,通过添加质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%的MgCl_2·6H_2O,发现相变温度随MgCl_2·6H_2O质量分数的升高呈线性降低,但不宜超过20%;选取CaCl_2·6H_2O-20%MgCl_2·6H_2O二元共晶盐相变储热体系为改性目标,通过添加1%SrCl_2·6H_2O和0.5%CMC,过冷度降至0.57℃,相变潜热为141.09 J·g~(-1),低于单独组成盐CaCl_2·6H_2O的潜热223.54 J·g~(-1)和MgCl_2·6H_2O的潜热163.35 J·g~(-1)。研究表明,CaCl_2·6H_2O作为无机相变材料具有显著的应用价值。     

三元水盐体系冰点和共晶点的测定、相图表达及计算

针对Na~+//Cl~-,NO_3~--H_2O、Na~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O和Na~+,K~+//Cl~--H_2O 3个三元水盐体系,测定了不同组成时溶液的冰点、共晶点以及降温过程的析盐规律,绘制出三元体系温度-组成立体相图。结果表明:三元体系的冰点、共晶点、相关系与组成可用三棱柱表达,3个三元水盐体系在共晶点温度下均无复盐存在,各含有1个两盐与冰的共晶点,3条单盐与冰或盐盐的共晶线,1个冰和两个单盐结晶区;用三元体系温度-组成立体相图能更直观地表达三元水盐体系的结晶区、冰点、共晶点和溶液组成的关系,可以判断溶液降温过程中的盐或冰的析出类型、温度;同时建立了冰点经验公式,应用经验公式和过量吉布斯自由能模型预测三元体系的冰点和共晶点,计算值和实验值吻合良好。     

运用三元相图理论回收煤焦化废水中的硫氰酸铵

运用NH4SCN-(NH4)2S2O3-H2O三元相图理论,采用结晶法从焦炉煤气脱硫脱氰废水中回收硫氰酸铵。重点介绍了回收工艺的操作步骤和工艺参数。将废水中硫氰酸铵浓度控制在47%左右、结晶温度15~25℃,在母液结晶液中加入10%~20%的洗液、结晶温度20~25℃,同时控制硫氰酸铵晶体的洗涤用水量等,可以使脱硫脱氰废水中硫氰酸铵的总回收率大于70%,纯度大于98%。