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

利用等温溶解平衡法研究了四元体系Li~+,K~+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 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+,Mg~(2+)//B_4O_7~(2–)-H_2O 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Li_2B_4O_7·3H_2O、K_2B_4O_7·4H_2O和MgB_4O_7·9H_2O;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348K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-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。     

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。     

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。     

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。     

258.15K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了258.15 K下五元体系Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-―H_2O及其子体系Na~+,K~+//Cl~-,NO_3~-―H_2O的相平衡关系。测定了两个体系各盐的溶解度及溶液密度(冰相区除外),并绘制相图。研究结果表明:在258.15 K,氯化钠饱和时,该五元体系平衡干盐相图由四个两盐结晶区、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个两盐结晶区分别对应于Na Cl×2H_2O+Na NO_3,Na Cl×2H_2O+KNO_3,Na Cl×2H_2O+KCl,Na Cl×2H_2O+Na_2SO_4×10H_2O;与该体系298.15 K下的相图相比,K_3Na(SO_4)2和Na NO_3×Na_2SO_4×H_2O结晶区消失,Na_2SO_4×10H_2O结晶区扩大,相图大为简化;在258.15 K时,上述四元体系的平衡干盐相图由四个单盐结晶区(除冰区外)、五条单变量溶解度曲线和两个零变量点构成,四个单盐结晶区分别对应于Na NO_3、Na Cl×2H_2O、KNO_3和KCl;与该体系在298.15 K下的相图相比,硝酸钾结晶区扩大很多。     

KAl(SO4)2·12H2O-MgSO4·7H2O复合相变体系储能特性的探究

KAl(SO_4)_2·12H_2O和MgSO_4·7H_2O作为常见的水合无机盐相变材料,具有相变潜热较大、原料较廉价易得等优点。筛选并制备出KAl(SO_4)_2·12H_2O和MgSO_4·7H_2O质量配比为6:4的复合相变材料,取纯体系样品4份加入质量比(wt%)分别与1%Na_2B_4O_7·10H_2O、1%石墨粉、2%MgCl_2、2%AlCl_3进行混合改性。结果表明:室温条件下加入1%Na_2B_4O_7·10H_2O成核剂体系的储热特性优于加入1%石墨粉、2%MgCl_2、2%AlCl_3成核剂的体系,不存在过冷现象,降温过程中相变放热持续时间长;TG曲线和DSC曲线表明纯体系、1%Na_2B_4O_7·10H_2O成核剂体系二者质量损失分别为37%和42%,循环后体系DSC曲线与未循环体系趋势一致,但可看出KAl (SO_4)_2·12H_2O-MgSO_4·7H_2O-1%Na_2B_4O_7·10H_2O(Times10)体系的主峰相比于KAl(SO_4)_2·12H_2O-MgSO_4·7H_2O纯体系更窄,峰值温度更低,峰积分面积更小,表明循环后体系的整体相变焓降低。     

298.15 K下四元体系Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--H_2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究298.15 K下交互四元体系(Na~+,K~+//SO_4~(2-),H_2PO_4~--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,包括密度,黏度,折光率。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:在298.15 K下,该交互四元体系相图包括四个共饱和点,九条单变曲线及六个单盐结晶区域,分别为K_2SO_4,Gla(3K_2SO_4·Na_2SO_4),Na_2SO_4·10H_2O,KH_2PO_4,Na_2SO_4,NaH_2PO_4·2H_2O,其中Gla的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。该体系中存在复盐钾芒硝Gla(3K_2SO_4.Na_2SO_4),结晶水合物(Na_2SO_4.10H_2O,NaH_2PO_4.2H_2O),没有固溶体存在,是一个复杂的共饱和型体系。物理性质(黏度,密度,折光率)随饱和溶液中J(SO_4~(2-))的变化呈现相似规律。     

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。     

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。     

Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15K和323.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法获取了Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元体系298.15 K,323.15 K下的固液相平衡数据并绘制了溶解平衡相图。研究发现:该体系在2个温度下的平衡固相,均有3个盐出现,即:298.15 K为Na_2SO_4·10H_2O,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)_2·12H_2O;在323.15 K为Na_2SO_4,Al_2(SO_4)_3·18H_2O和相称复盐Na Al(SO_4)2·6H_2O。每个温度下的2个无变量点(2盐共饱点),以Na_2SO_4,H_2O,和Al_2(SO_4)_3的质量分数计,298.15 K为(1.75,69.38,28.87)和(2.62,70.76,26.62),323.15 K为(25.60,65.69,8.71)和(19.36,65.58,15.06)。结果表明:硫酸铝的固相均为十八水盐,且相区最小;硫酸钠和复盐在2个温度下分别为2种固体形式。复盐相区在相图中占最大相区,且随着温度的升高而明显加大。     

三元体系MgSO_4-FeSO_4-H_2O的相平衡研究

从钛白废酸与磷矿浮选尾矿中提取的铁、镁反应制备硫酸亚铁镁,反应主要涉及Mg~(2+),Fe~(2+)//SO_4~(2-)三元体系,因此开展该体系相平衡研究对综合利用工业废料,并使其转化成环保且具有经济价值的复合肥料意义重大。文中采用等温溶解平衡法测定了三元体系MgSO_4-FeSO_4-H_2O在293.15,303.15,313.15 K下的溶解度数据以及平衡溶液液相的密度,采用化学分析和X射线衍射法对结晶湿渣进行了分析,并依据相平衡数据绘制了相图。实验发现:在293.15,303.15,313.15 K下,该三元体系不存在单盐区和复盐区,固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]占据了整个相区。在固溶体[(Fe,Mg)SO_4·7H_2O]中,Mg~(2+)与Fe~(2+)在晶体中可以任意比例互换,形成完全类质同像系列物。因此,在293.15,303.15,313.15 K下很难采用单一的蒸发结晶方法从硫酸亚铁镁溶液中分离出硫酸镁和硫酸亚铁晶体;同时,若要获得单一配比的硫酸亚铁镁晶体,需要严格控制原料液中的Mg/Fe比例。     

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。     

Na2SO4—MgSO4—H2O体系的相图与两盐分离方法的研究

本文测定了在28℃下的三组份体系Na_2SO_4—MgSO_4—H_2O的相图。结合文献中本体系的一些温度下的溶解度曲线,拟订出从盐卤中得到的复盐Na_2SO_4·MgSO_4·4H_2O的两盐分离方法与具体步骤。     

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。     

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。     

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。     

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。