298．16K下K^＋，Mg^2＋／／NO3^-，SO4^2- -H2O和Na^＋，K^＋，Mg^2＋／／NO3^- -H2O体系的液固相平衡

采用等温溶解平衡法研究了298.16 K下四元体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O和Na , K , Mg2 //NO3--H2O的液固相平衡,并根据获得的溶解度数据分别绘制出了平衡相图及投影图.结果表明:在298.16 K下,四元交互体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O相图中有五个单盐结晶区,七条单变量溶解度曲线和三个零变量点.五个单盐结晶区分别对应于KNO3、K2SO4、Mg(NO3)2·6H2O、MgSO4·7H2O和复盐K2SO4·MgSO4·6H2O;具有同离子的四元体系Na , K , Mg2 //NO3--H2O相图中有三个单盐结晶区,三条单变量溶解度曲线和一个零变量点.三个结晶区分别对应于NaNO3、KNO3、Mg(NO3)2·6H2O.K2SO4和KNO3的结晶区比较大,Mg(NO3)2·6H2O的结晶区最小.     

50℃下K~+,Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系相平衡研究

通过查阅文献,整理获得完整的50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系相平衡实验数据,据此绘制出了该体系的平衡相图以及氯化钠饱和时的干盐投影图,并进行了分析。结果表明:在50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系存在8个单盐结晶区、18个两盐共饱面、16条三盐共饱曲线和5个零变量点。8个单盐结晶区分别是:NaCl、NaNO3、3K2SO4·Na2SO4、KCl、KNO3、Na2SO4、Na2SO4·NaNO3·H2O、K2SO4,其中Na2SO4、K2SO4及复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区较大,对应的溶解度较小,NaNO3、Na2SO4·NaNO3·H2O盐的结晶区较小,对应溶解度较大。在氯化钠饱和时的干盐图中,有6个两盐共饱面、9条单变量曲线和4个零变量点。和25℃下的相图相比,复盐3K2SO4·Na2SO4和Na2SO4·NaNO3·H2O的饱和区均有较大程度地缩小。     

硫酸镁亚型盐田卤水低温冷冻结晶规律的研究

针对青海大浪滩盐湖区盐田卤水做了低温冷冻结晶规律的研究,该盐湖区为典型的硫酸镁亚型卤水,研究了其在低温冷冻时卤水的物理性质变化及析盐结晶规律。结果表明,该盐田卤水在-16~0 ℃低温冷冻时析盐顺序为MgSO4·7H2O→MgSO4·6H2O→Na2SO4·3K2SO4。通过对不同温度下的液相组分分析和固相X射线衍射分析表明,利用冷冻方式开采此卤水时,最适宜的冷冻温度应控制在-8 ℃左右。此时,该卤水组成中SO42-的质量分数低于2%,可以简化为Na+,K+,Mg2+∥Cl--H2O四元体系,以便达到开采氯化钾的工艺需求,为该盐湖卤水的综合开发利用提供理论依据。     

三元体系Li_2SO_4-MgSO_4-H_2O在273.15K时介稳相平衡

采用等温蒸发法,测定了三元体系Li2SO4-MgSO4-H2O在273.15 K时介稳平衡的溶解度和液相的物化性质(密度和折光率)。根据实验数据绘制了相应的介稳相图和物化性质-组成图。研究结果表明:该三元体系有1个共饱点(Li2SO4·H2O+MgSO4·7H2O),2条单变量溶解度曲线,2个单盐结晶区:Li2SO4·H2O,MgSO4·7H2O,其中MgSO4·7H2O的结晶区域较大。该体系属简单共饱型,无复盐及固溶体产生。介稳平衡溶液的物化性质密度、折光率随溶液中MgSO4含量的变化而有规律变化,并且在共饱点处有最大值。采用经验公式预测了该体系介稳平衡溶液的密度和折光率,预测值与实验值吻合较好。     

-5℃下低品位钾硫酸镁亚型卤水的蒸发结晶规律

采用低温冷冻方法研究了青海大浪滩地区低品位钾的晶间卤水在-5℃时的蒸发结晶规律。该晶间卤水为典型的硫酸镁亚型卤水,依据0℃下Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42-—H2O五元体系的介稳相图,绘制出在-5℃下低温冷冻时卤水的低温蒸发结晶规律。利用X射线衍射仪和偏光显微镜鉴定其固相组成。通过对不同液相组成的分析,确定了-5℃低温蒸发该晶间卤水时伴随NaCl·2H2O的析盐结晶顺序为:Na2SO4·10H2O、MgSO4·7H2O、KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·6H2O,该结果为低温盐田工艺的开发提供了基础数据和理论依据。     

四元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O273K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。     

10℃下K^＋，Ca^2＋//Cl^-，SO4^2-，36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4最佳工艺条件为2KCl(mol)CaSO4(mol)36%NH3-H2O(kg)=10.90230.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

Li~+,K~+//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O交互四元体系273K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Li^＋,K^＋//SO4^2-,B4O7^2- --H2O 273K介稳相平衡,测定了该四元体系273K时介稳平衡液相组成及密度。根据实验数据绘制了相应的介稳相图、水图及密度组成图。研究发现：该体系介稳相图中有复盐KLiSO4形成,介稳相图中有3个共饱和点,7条单变线,平衡固相分别为Li2SO4·H2O7K2SO4,KLiSO4·LiBO2,8H2O和K2B4O7·4H2O。复盐KLiSO4和单盐Li2SO4·H2O有较小的结晶区,而LiBO2·8H2O、K284O7·4H2O和K2SO4的结晶区较大：平衡液相水含量随溶液K^＋浓度的减小而逐渐减少,在共饱和点E3处具有最小值;而平衡液相密度随溶液K^＋浓度的减小而逐渐增大,在共饱和点E3处具有最大值;该四元体系介稳平衡条件下Li2SO4的溶解度最高,有很强的盐析能力。     

10℃下 K+, Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图的研究

为了探讨CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4的工艺及最佳生产条件,特用恒温法研究了10℃K+,Ca2+∥Cl-,SO42-,36%NH3-H2O体系相图.溶剂NH3-H2O中氨的浓度之所以选为36%,目的在于扩大K2SO4及CaSO4·K2SO4·H2O的结晶区;反应温度选为10℃,可降低氨的蒸气压.研究结果表明:在上述条件下,体系中存在K2SO4和CaSO4·K2SO4·H2O、CaSO4·K2SO4·H2O和CaSO4·2H2O的共饱线;存在K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl以及CaSO4·2H2O-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点;K2SO4结晶区要比25℃,溶剂NH3-H2O中氨的浓度为25%的同体系相图大得多:K2SO4-CaSO4·K2SO4·H2O-KCl的三盐共饱点更偏向氯化钙一角,因此有利于CaSO4·2H2O和KCl复分解生产K2SO4:最佳工艺条件为2KCl(mol):CaSO4(mol):36%NH3-H2O(kg)=1:0.9023:0.5740,KCl的理论转化率可达90.22%;若想进一步提高KCl的理论转化率,必须加大氨的浓度.     

三元体系Li+,K+//borate-H2O348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系Li+,K+∥borate-H2O在348 K时的相关系及密度、折光率、pH等平衡液相的物化性质。根据实验数据绘制了该三元体系的稳定相图以及物化性质-组成图。研究发现,该三元体系为简单共饱型,无复盐或固溶体形成。该体系稳定相图由一个三元共饱点、2条单变量曲线和2个结晶相区组成,结晶相区对应的平衡固相分别为Li2B4O7.3H2O和K2B4O7.4H2O。K2B4O7对Li2B4O7有盐溶作用。液相物化性质均随着K2B4O7质量分数的变化呈现规律性变化,在单变量曲线AE上随K2B4O7浓度的增大而增大,在单变量曲线BE上随K2B4O7浓度的增大而减小,共饱点E处达到最大值。     

交互四元体系Na~+,K~+∥Br~-,SO_4~(2-)-H_2O 323K相平衡理论计算

应用323 K三元子体系的溶解度数据,采用多元线性回归方法拟合出该四元体系在323 K时的Pitzer方程的混合离子相互作用参数θ(Br-,SO24-),Ψ(Na+,Br-,SO24-),Ψ(K+,Br-,SO24-)(相关文献鲜有报道),在此基础上应用Pitzer方程对323 K四元体系Na+,K+∥Br-,SO24--H2O的溶解度数据进行理论计算,并用计算出的溶解度数据绘制出四元相图。计算结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,较好地验证了实验数据的准确性,同时也表明含有合理参数的Pitzer模型完全可以描述含Na+,K+∥Br-,SO24--H2O的体系。     

Li+K+//S4O2-4-H2O交互四元体系273 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Li+//SO2-4,B4O2-4-H2O 273 K介稳相平衡,测定了该四元体系273 K时介稳平衡液相组成及密度.根据实验数据绘制了相应的介稳相图、水图及密度组成图.研究发现:该体系介稳相图中有复盐KLiSO4形成,介稳相图中有3个共饱和点,7条单变线,平衡固相分别为Li2SO4H2O,K2SO4,KLiSO4,LiBO28H2,和K2B4O7˙4H2O.复盐KLiSO4和单盐Li2SO4˙H2O有较小的结晶区,而LiBO2˙8H2O、K2B4O7˙4H2O和K2SO4的结晶区较大:平衡液相水含量随溶液K+浓度的减小而逐渐减少,在共饱和点E3处具有最小值;而平衡液相密度随溶液K+浓度的减小而逐渐增大,在共饱和点E3处具有最大值;该四元体系介稳平衡条件下Li2SO4的溶解度最高,有很强的盐析能力.     

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。     

N,N'-二(2-羟丙基)哌嗪-硫酸钠-水三元体系相平衡测定与计算

采用等温溶解平衡法测定N,N′-二(2-羟丙基)哌嗪(HPP)?Na2SO4?H2O三元体系在273.15和298.15 K下的相平衡数据，采用湿渣法测定其平衡固相数据，绘制等温相图。用改进的单组分电解质Pitzer方程计算该体系中Na2SO4和Na2SO4?10H2O的溶解平衡常数，并对相平衡数据进行理论计算。结果表明，273.15 K时存在3个结晶区，298.15 K时存在4个结晶区。HPP的存在降低了Na2SO4和Na2SO4?10H2O的相转变温度，使298.15 K下的相图中存在Na2SO4的结晶区域，且273.15和298.15 K的相图中不存在纯HPP的结晶区域。理论计算与实验数据的均方根偏差不高于0.0290，表明相平衡数据计算值与实验值较吻合，证实了改进的单组分电解质Pitzer方程适用于该体系计算。     

杂硝石制取硝酸钾工艺的相图分析(二)半成品配钾、蒸发等过程的相图分析

在75 ℃Na+,K+∥NO-3,SO2- 4,Cl-,H2O体系相图的基础上,对以杂硝石所得的半成品为原料生产硝酸钾的工艺进行了相图分析和研究,确定了配钾的量及时机,提出了较为合理的工艺流程.     

三元体系Li+、K+//SO42- -H2O 273 K介稳相平衡研究

为了开发利用盐湖卤水中的锂、钾资源,采用等温蒸发法研究了三元体系Li 、K //SO42- -H2O 273 K时的介稳相平衡,测定了该体系的溶解度和液相密度,根据溶解度数据绘制了相图.该体系的介稳相图由3条单变量曲线、3个结晶相区和2个共饱点组成.3个结晶区分别对应于 K2SO4、Li2SO4·H2O和KLiSO4的结晶区;共饱点液相组成分别为 w(Li2SO4)26.21 %、w(K2SO4)1.82 %和w(Li2SO4)12.91 %、w(K2SO4)7.94 %.同时用经验公式计算了平衡液相的密度,计算结果与实验数据偏差很小.     

三元体系Li_2SO_4-LiBO_2-H_2O在288.15K时介稳相平衡

采用等温蒸发法,测定了三元体系Li2SO4-LiBO2-H2O在288.15 K时的溶解度和液相的物化性质(密度、折光率、p H值)。结果表明:该体系有2条单变量曲线;1个共饱点(Li2SO4·H2O+LiBO2·8H2O),对应的液相组成(质量分数)为:Li2SO424.47%,LiBO21.20%;2个单盐结晶区,分别是:Li2SO4·H2O和Li BO2·8H2O。其中,LiBO2·8H2O的结晶区较大,原因是Li2SO4对Li BO2有强烈的盐析作用。与该体系的稳定相图相比,盐的结晶形式没有变化,但是15℃介稳相图中Li2SO4·H2O结晶区面积增大,而LiBO2·8H2O结晶区面积减小。该三元体系为水合物Ⅰ型,没有固溶体及复盐生成。平衡液相的物化性质随溶液中硫酸锂质量分数的增大而呈现规律性的变化,密度和折光率在共饱点处有最大值。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。     

25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相平衡研究

针对新疆硝酸盐矿组成,采用等温蒸发法分别研究了25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl- SO42--H2O四元体系的介稳相平衡、溶解度数据,并根据测得的数据绘制出了相应的介稳相图.结果表明:在25℃及50℃时Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相图存在四个单盐结晶区,五条单变量溶解度曲线和两个零...     

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。     

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。