四元体系(LiCl + NaCl + Li2SO4 + Na2SO4 + H2O)在75℃等温蒸发相平衡实验与理论研究

梯度太阳能池技术在盐湖化工中是一种经济分离无机盐产品的方法,本文创新性的采用等温蒸发法,模拟四元体系(LiCl + NaCl + Li2SO4 + Na2SO4 + H2O)在75℃等温蒸发相平衡,指导太阳池深池积温分离提取锂盐产品。实验测定了溶解度和溶液密度、pH值等物化性质,并绘制了干盐相图、水图和物化性质组成图。在该四元体系干盐相图中包含3个四元共饱点,7条单变量蒸发曲线和5个结晶区,分别为NaCl,Na2SO4,复盐Li2SO4·Na2SO4,Li2SO4·H2O和LiCl·H2O。采用 Pitzer模型和改进的HMW公式,拟合出该四元体系在75℃时的Pitzer单盐参数、混合离子作用参数和平衡固相的热力学平衡常数,并计算给该四元体系的相图,计算相图和实验相图有较大区别。等温蒸发相图能真实的反应盐湖中盐类沉积规律,并对指导太阳池分离盐类具有重要指导意义。     

氯化镁及其水合物的标准溶解焓与生成焓

利用精密量热仪测定了MgCl_2、MgCl_2·2H_2O、MgCl_2·4H_2O和MgCl_2·6H_2O在298.15°K溶于水的积分溶解热,并利用Pitzer电解质溶液的。~ΦL方程,计算了溶质的相对表观摩尔热焓,从而得到标准溶解焓分别为(KJ·mol~(-1))—155.86±0.17、—79.45±O.17,—41.78±O.18和—14.58±0.16;晶格能分别为—2490.36,—3158.37,—3772.70和—4376.56。二、四、六水合物的标准生成焓分别为—1289.39,—1898.72和—2497.58;水合焓分别为—76.41,—114.08和—141.28。     

三元体系Li~+,Mg~(2+)∥SO_4~(2-)—H_2O 25℃相关系及溶液物化性质的研究

研究了三元体系Li~+,Mg~(2+)∥SO_4~(2-)—H_2O在25℃时的相关系和平衡液相的密度、粘度、折光率、电导等物化性质,该体系为简单共饱型,两段溶解度曲线对应于体系的两种原始组份Li_2SO_4·H_2O和MgSO_4·7H_2O的结晶区,无复盐和固溶体形成,亦无脱水作用发生,应用电解质溶液Pitzer模型检测该体系25C的溶解度,并用经验或半经验公式对平衡液相的密度和折光率进行了理论计算,计算值与实验值非常接近。     

三元体系Li~+,Mg~(2+)∥SO_4~(2-)—H_2O 25℃相关系及溶液物化性质的研究

研究了三元体系Li~+,Mg~(2+)∥SO_4~(2-)—H_2O在25℃时的相关系和平衡液相的密度、粘度、折光率、电导等物化性质,该体系为简单共饱型,两段溶解度曲线对应于体系的两种原始组份Li_2SO_4·H_2O和MgSO_4·7H_2O的结晶区,无复盐和固溶体形成,亦无脱水作用发生,应用电解质溶液Pitzer模型检测该体系25C的溶解度,并用经验或半经验公式对平衡液相的密度和折光率进行了理论计算,计算值与实验值非常接近。     

三元体系K+,Mg2+/B4O2-7-H2O 25℃相关系研究

对三元体系K+,Mg2+/B4O2-7-H2O25℃的溶解度进行了研究,该体系属简单共饱型,两段溶解度曲线对应于体系的两种原始组分K2B4O7·4H2O、MgB4O7·9H2O的结晶区,共饱点组成为K2B4O713 96%,MgB4O70 53%。     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅩ.：天然含硼盐卤的蒸发相图

在进行青藏高原盐湖含硼盐卤天然蒸发和25℃等温蒸发实验的基础上,绘制成复杂盐卤的蒸发相图。该相图与Na~+、K~+、Mg~(2+)//Cl、SO_4~(2-)—H_2O体系25℃介稳相图基本上相符合。在将蒸发相图与该五元体系平衡溶解度相图进行比较后,从盐溶液化学的角度对蒸发相图的形成原因进行了解释。     

五元体系NaCl+KCl+MgCl2+SrCl2+H2O(NaCl饱和)在288 K时相平衡研究

合理开发利用四川盆地地下卤水资源,对卤水体系开展多温相平衡与相图的研究具有重要意义。本文通过等温溶解平衡法对在288 K时五元体系NaCl+KCl+MgCl₂₊SrCl₂₊H₂O(NaCl饱和)进行了相平衡实验研究,运用化学分析法以及X-ray粉晶衍射法分别确定了在288 K温度条件下该体系的平衡液相和平衡固相组成。通过固液相平衡实验数据,绘制了该五元体系以NaCl为饱和区域的干盐相图、水含量图以及氯化钠含量变化图。研究结果表明在288 K且NaCl饱和条件下,该五元体系干盐相图含有2个五元共饱和点、5条等温溶解度曲线和4个固相结晶区(KCl、MgCl₂·6H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O和SrCl₂·6H₂O)。固相结晶区KCl在该干盐相图中面积最大,其次是SrCl₂·6H₂O,而MgCl₂·6H₂O的结晶区面积最小,说明KCl在饱和溶液中的溶解度较小,易析出而得到分离,而MgCl₂的溶解度最大,难以从饱和溶液中结晶析出,且MgCl₂·6H₂O对KCl和SrCl₂·6H₂O有强烈盐析作用。通过对本体系热力学相平衡实验研究和多温相平衡的对比讨论,揭示了钾锶镁等含氯化物卤水体系在多温相平衡与相图条件下的结晶析盐规律,为液态矿产资源开发利用提供理论指导。     

含锂、钾硼酸盐水溶液体系固液相平衡研究

采用等温溶解平衡法测定了含锂、硼硼酸盐水溶液体系在35℃时的溶解度、密度和折光率,根据实验数据,绘制了相应的溶解度图、密度图、折光率图和pH值图。该体系溶解度相图包含一个共饱点,两个单盐结晶区,分别为结晶相区较大的（L+ Mg2B6O11·15H2O）和结晶相区较小的（L + K2B4O7·4H2O）,溶液体系中没有固溶体和复盐产生。溶液的密度、折光率和pH值随着硼酸钾溶液的浓度增大而呈现与规律的变化,并采用半经验公式对溶液的密度和折光率进行计算,计算值和实验值吻合较好。     

Na~ /Cl~-,B_4O_7~(2-)-H_2O体系在28℃与35℃时介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系28 ℃与35 ℃介稳相平衡及溶液的物化性质(密度、折光率),绘制了相应的介稳相图.该介稳体系属简单共饱和型,相图由两条溶解度曲线构成,分别对应于Na2B4O7·10H2O和NaCl相区.用经验公式计算了该体系在相应温度下的密度、折光率,与实验测定结果吻合较好.     

三元体系Mg~(2 )/Cl~-,Borate—H_2O25℃相关系和溶液性质的研究

用等温溶解法测定了Mg2+／Cl-，Borate-H2O三元体系25℃时的溶解度．此三元体系等温溶解度图为简单共饱型，它的平衡固相分别为三方硼镁石（Mg2B12O20·15H2O）和MgCl2·6H2O，未产生新的复盐或固溶体。拟合了MgB6O10随MgCl2浓度变化的溶解度曲线方程，并且对平稳溶液的物化性质（密度、粘度、折光率、电导、pH值）进行了测定，用半经验公式描述了一些物化性质随浓度的变化规律，结果令人满意。     

三元体系K^＋，Mg^2＋／B4O7^2- -H2O25℃相关系研究

对三元体系K+,Mg2+/B4O2-7-H2O 25℃的溶解度进行了研究,该体系属简单共饱型,两段溶解度曲线对应于体系的两种原始组分K2B4O7·4H2O、MgB4O7·9H2O的结晶区,共饱点组成为K2B4O7 13.96%,MgB4O7 0.53%.     

MgCl_2·6H_2O的热分解

在马福炉中不同加热条件下研究了MgCl_2·6H_2O的热分解。得出的结论是,温度上升到450℃时,形成 MgOHCl;该化合物虽然在此温度下是稳定的,但在550℃时不稳定。已经发现 MgCl_2·6H_2O 热分解形成 MgO 和 HCl 的最好温度范围是在700—750℃,加热时间是90—120分钟。     

Li~+,Na~+,K~+/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系25℃相图及其应用

Li~+,Na~+,K~+/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

钾光卤石溶解和氯化钾结晶动力学与机理研究

本文研究了易溶性复盐钾光卤石(KCl·MgCl_2·6H_2O)的溶解机理及动力学。利用相图控制在固相光卤石饱和区的情况下研究改变温度、浓度、搅拌速度及成块压力对光卤石溶解过程的影响,发现MgCl_2、KCl首先以近相等的速度且出现KCl:MgCl_2的摩尔比值>1进入溶液,随后KCl从溶液中结晶出来。KCl在整个溶解过程中明显分为两个阶段,即以溶解为主导的过程和以结晶为主导的过程;在溶解时,MgCl_2受扩散控制,KCl属化学溶解过程,KCl结晶受扩散控制,获得了动力学的方程计算出MgCl_2的溶解活化能和KCl的溶解和结晶活化能。     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅨ——氯柱硼镁石溶解及相转化研究

本文研究了温度、盐效应、晶体用量和搅拌速度对氯柱硼镁石在水中溶解过程及相转化的影响。实验结果表明,该复盐属不同步溶解,先溶脱MgCl·6H_2O,生成中间产物MgO·B_2O_3·4H_2O,随后发生相转化和结晶过程。最终产物在10—50℃时是多水硼镁石,在60℃时是柱硼镁石。提出了相转化机理,计算了溶解度、溶解热等热力学函数。     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅨ——氯柱硼镁石溶解及相转化研究

本文研究了温度、盐效应、晶体用量和搅拌速度对氯柱硼镁石在水中溶解过程及相转化的影响。实验结果表明,该复盐属不同步溶解,先溶脱MgCl·6H_2O,生成中间产物MgO·B_2O_3·4H_2O,随后发生相转化和结晶过程。最终产物在10—50℃时是多水硼镁石,在60℃时是柱硼镁石。提出了相转化机理,计算了溶解度、溶解热等热力学函数。     

三元体系LiCl-Li2SO4-H2O和Li2SO4-Na2SO4-H2O 333.15 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系LiCl-Li₂SO₄-H₂O和Li₂SO₄-Na₂SO₄-H₂O在333.15 K下的相平衡关系,测定了333.15 K条件下两个体系平衡溶液的溶解度,根据溶解度数据绘制了两个三元体系的相图。研究发现:在三元体系LiCl-Li₂SO₄-H₂O中,相图由两条单变曲线、一个不变点和两个结晶区组成,平衡固相为LiCl·H₂O和Li₂SO₄·H₂O;在三元体系Li₂SO₄-Na₂SO₄-H₂O中,相图由两个不变点、三条单变曲线和三个结晶区组成,平衡固相分别为Li₂SO₄·H₂O、Na₂SO₄和Li₂SO₄·Na₂SO₄。     

Rb2SO4-CH3OH-H2O三元体系30℃及50℃平衡溶解度的研究

采用半微量相平衡装置 ,测定Rb2 SO4 CH3OH H2 O三元体系 3 0℃和 5 0℃的等温平衡溶解度。用TPD软件 (三角相图绘图软件 )绘制了相图。在这两个温度下液相为甲醇—水溶液 ,平衡固相皆为无水Rb2 SO4 。同时给出溶解度关系式 ,讨论了甲醇对Rb2 SO4 的盐析作用     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅱ:在 Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O

上一报告简要介绍了获得描述"盐湖卤水体系"Li+,Na+,K+,Mg2+ Cl-,SO2-4-H2O25℃热力学的全部Pitzer参数后,可将该模型用于卤水的热力学相关性质计算上。本报告着重介绍将该模型应用这一复杂的六元体系及其多组分次级体系25℃溶解度预测方面获得的结果。通过与实验测定值的对比,可以看出预测结果令人相当满意。     

Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系在28 ℃与35 ℃时介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了Na+/Cl-,B4O2-7-H2O体系28 ℃与35 ℃介稳相平衡及溶液的物化性质(密度、折光率),绘制了相应的介稳相图.该介稳体系属简单共饱和型,相图由两条溶解度曲线构成,分别对应于Na2B4O7·10H2O和NaCl相区.用经验公式计算了该体系在相应温度下的密度、折光率,与实验测定结果吻合较好.