五元体系Li+/Cl-,CO2-3,SO2-4,B4O2-7-H2O 298 K相关系实验研究

青藏高原盐湖富含锂、钠、钾的氯化物、硫酸盐、碳酸盐和硼酸盐,尤以其高锂、硼而闻名于世….这些盐湖卤水大多属于Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4,CO32-,Borate-H2O体系.在卤水蒸发浓缩后期,由于绝大部分钠盐、钾盐均已结晶析出,所以卤水的化学组成实际变成Li+,Mg2++/Cl-,SO2-4,CO2-3,Borate-H2O体系.这种复杂水盐体系相关系的研究对于制定从天然卤水中提取稀有元素锂、硼的工艺过程,阐明含锂盐湖的形成和演化规律都有十分重要的意义,是乔必不可少的基础性研究工作.     

五元体系Li+/Cl-，CO32-，SO42-，B4O72--H2O 298 K相关系实验研究

Zabuye saline lake, Tibet, China, is unrivalled in the world for its high concentration of chloride, sulfate, carbonate and borate of lithium, sodium and potassium. Always at the later stage of the evaporation of brines, most sodium and potassium salts are crystallized out, so the main components of brines can be described with the Li⁺, Mg²⁺/Cl^-, SO₄^2-, CO₃^2-, B₄O₇^2--H₂O system. As a part of study on the equilibrium of this complex system, the equilibrium solubilities and phase diagram of the quinary system Li⁺/Cl^-，CO₃^2-，SO₄^2-，B₄O₇^2--H₂O at 298 K were studied by isothermal dissolution equilibrium method. In the 3-dimentional solubility diagram or its projection diagram saturated with solid LiCl, there are four crystallization fields, four univariant curves and one invariant point. At the invariant point, the saturated solid salts are LiCl·H₂O, Li₂B₄O₇·3H₂O, Li₂CO₃and Li₂SO₄·H₂O. No double salt or solid solution is formed.     

四元体系Na~ ,K~ ∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)H_2O 298K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na K ∥CO32-B4O72-H2O298K时的相关系。该四元体系298K时的溶解度等温图含有5个相区Na2B4O7·10H2OK2B4O7·4H2ONa2CO3·10H2OK2CO3·3/2H2O和复盐Na2CO3·K2CO3·H2O7条单变量曲线和3个共饱点其中Na2CO3·K2CO3·H2O K2CO3·3/2H2O K2B4O7·4H2O为相称共饱点。体系中发现了一种新的复盐Na2CO3·K2CO3·H2O这种复盐同时存在于含Na K ∥CO32-H2O三元体系的其它四元或高元体系中。     

四元交互体系Li~ ,Na~ //CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O 298K相关系的理论预测及实验研究

采用三元体系的溶解度数据 ,运用多元线性回归法拟合了 Li2 CO3(a) ,Na2 CO3(b) ,Li2 B4O7(c)的单盐参数、溶解平衡常数及有关的混合离子作用参数 .它们的值分别为 :β(0 )a =-1 .2 3 5 5 ,β(1)a =-2 .65 46,Ca=-0 .0 0 4660 7,β(0 )b =-3 .0 3 0 6,β(1)b =-3 .0 2 3 8,Cb=-0 .2 90 89,β(0 )c =-0 .2 93 0 4,β(1)c =2 .1 5 5 6,Cc=-0 .0 0 42 5 60 ,θL i,Na=1 .0 41 8,θB,C=-2 .63 0 5 ,ΨL i,Na,C=-0 .0 63 91 ,ΨL i,Na,B=0 .493 5 6,ΨL i,B,C=-0 .47842 ,ΨNa,B,C=0 .3 0 61 6,ln K(Li2 CO3) =-8.962 9,ln K(Na2 CO3· 1 0 H2 O) =3 .0 64 6,ln K(Li2 B4O7·3 H2 O) =-7.3 5 66,ln K(Na2 B4O7· 1 0 H2 O) =-7.4778.以盐的溶解平衡常数为判据 ,运用 Pitzer方程计算了四元体系 Li ,Na //CO2 -3,B4O2 -7-H2 O 2 98K时的溶解度 ,并采用等温溶解平衡法 ,对该体系 2 98K时溶解度进行了实验测定 ,同计算值相比 ,二者基本吻合     

五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡关系,测定了该五元体系在288 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介稳平衡相图和水图,相平衡研究结果表明该五元体系介稳相平衡中有复盐K_2SO_4·Li_2SO_4生成,其介稳相图(Li_2CO_3饱和)有4个共饱和点,9条单变量曲线,6个Li_2CO_3饱和的结晶区分别为LiBO_2·8H_2O,K_28_4O_7·4H_2O,K_2CO_3·3/2H_2O,K_2SO_4,Li_2SO_4·H_2O和复盐K_2SO_4·Li_2SO_4.     

Li~ ,Na~ //SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O交互四元体系288K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Li ,Na //SO42-,B4O72--H2O288K介稳相平衡及平衡液相物化性质(密度、电导率、折光率、粘度和pH值),测定了该四元体系288K条件下介稳平衡溶液溶解度及物化性质。根据实验数据绘制了相应的介稳相图及物化性质组成图。研究发现:该体系介稳平衡中有复盐Li2SO·4Na2SO4形成。其介稳相图中有3个共饱和点,7条单变量曲线,平衡固相为:Li2SO·4H2O,Na2SO4,Li2SO·4Na2SO4,Li2B4O7·3H2O,Na2B4O·710H2O。复盐Li2SO·4Na2SO4和一水硫酸锂(Li2SO·4H2O)有较小的结晶区,而Li2B4O7·3H2O和Na2B4O7·10H2O有较大的结晶区;该四元体系介稳平衡条件下未发现Na2SO·410H2O的结晶区。     

Li~+,Na~+∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O四元交互体系288K的相平衡

采用等温溶解平衡法对Li~+,Na~+∥CO_3~2-,B_4O_7~2--H_2O四元体系进行288K相平衡研究.结果表明,该体系属简单共饱型,在288K等温溶解度相图中有二个共饱点,五条单变量曲线,平衡固相为Na2CO3·10H2O,Li2B4O7·3H2O,Na2B4O7·10H2O,Li2CO3.     

四元交互体系Li~+,K~+/Cl~-,CO_3~(2-)-H_2O在298K时相平衡及物理化学性质研究

位于我国西藏腹地的扎布耶盐湖 ,是世界上罕见的富含锂、钾等碱金属和富含硼的碳酸盐 硼酸盐的特种盐湖 .该湖卤水主要由Ｌｉ+,Ｎａ+,Ｋ+,Ｃｌ- ,ＣＯ2 -3 ,ＳＯ2 -4 ,Ｂ4Ｏ2 -7,ＨＣＯ-3 等物种构成 .显然 ,开展该湖卤水体系的理论和实验相平衡研究 ,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律、对于这类复杂水盐体系化学行为的理论和实验描述研究具有重要意义 ,而且对于该盐湖卤水盐类资源综合利用方案的制定具有指导意义 .但是 ,迄今为止 ,除陈郁华[1 ] 报道过关于 2 98Ｋ条件下该湖卤水体系等温蒸发实验研究的结果外 ,尚未见到关于该湖卤…     

Na~+,K~+,Mg~(2+)∥Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系35℃介稳相图研究

研究得出 (Na+ ,K+ ,Mg2 +∥ Cl-,SO2 -4 -H2 O)五元体系 3 5℃时的介稳溶解度数据 ,绘制了该体系 3 5℃的介稳相图 ,共有 9个为氯化钠所饱和的结晶区域 :氯化钾、钾芒硝 (3 K2 SO4 · Na2 SO4 )、钾镁矾 (K2 SO4· Mg SO4 · 4 H2 O)、钾盐镁矾 (KCl· Mg SO4 · 2 .75H2 O)、光卤石 (KCl· Mg Cl2 · 6H2 O)、白钠镁矾 (Na2 SO4· Mg SO4 · 4 H2 O)、硫酸钠、六水硫酸镁 (Mg SO4 · 6H2 O)和水氯镁石 (Mg Cl2 · 6H2 O) .所得 3 5℃介稳相图与 Van t Hoff2 5℃稳定相图比较有较大区别 :软钾镁矾 (K2 SO4 · Mg SO4 · 6H2 O)、七水硫酸镁、五水硫酸镁及四水硫酸镁结晶区域消失 ,钾镁矾和钾盐镁矾结晶区域显著扩大 .所得 3 5℃介稳相图与 2 5℃介稳相图区别很大 :软钾镁矾和七水硫酸镁结晶区域消失 ,同时出现了钾镁矾和钾盐镁矾的结晶区域 .在该五元体系 3 5℃介稳相平衡研究中发现析出的是钾盐镁矾的低水化合物 (KCl·Mg SO4 · 2 .75H2 O)     

四元交互体系Li~＋，Mg~（2＋）／Cl~－，SO_4~（2－）－H_2O

本文采用等温溶解平衡法研究了四元交互体系Ｌｉ＋，Ｍｇ２＋／ＣＩ－，ＳＯ－Ｈ２Ｏ２５℃的机关系和平衡液相的物化性质（密度、粘度、电导率、折光率和ｐＨ）．该体系２５℃有七个相区Ｌｉ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ．ＭｇＳＯ４·６Ｈ２Ｏ．ＭｇＳＯ４·５Ｈ２Ｏ，ＭｇＣ１２，６Ｈ２Ｏ，ＬｉＣＩ．ＭｇＣｌ２．７Ｈ２Ｏ，ＬｉＣＩ·Ｈ２Ｏ，十一条单变量线，五个共饱点．其中ＬｉＣＩ·Ｈ２Ｏ＋ＬｉＣＩ·ＭｇＣｌ２·７Ｈ２Ｏ＋Ｌｉ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ为一致零变量点．与文献中的研究结果比较，我们得到两个新相区ＭｇＳＯ４·６Ｈ２Ｏ和ＭｇＳＯ４·５Ｈ２Ｏ．用经验和半经验公式计算了平衡液相的密度、折光率．由实验测定的溶解度数据求得了高锂浓度下的Ｐｉｔｚｅｒ参数．对该体系２５℃溶解度进行了理论计算复证．     

Li~+,Na~+//+ Cl~-,B_4O_7~(2-)-H_2O Reciprocal Quaternary System Solubility Phase Diagrams

The solubilities, refraction indices and densities of saturated solution of Li+ , Na+ Cl- ,B4O72- -H2O reciprocal quaternary system at 0℃, 25℃ and 50℃ were determined by using isotherm method. Using total concentration of all the salts in solution as concentration coordinate(ordinate) the isothermal stereogram of solubility of the system was drawn. The results showed that the stable salt-pair of the system is Na2Cl2-Li2B4O7 and that there are two isothermal invariant points, eutonic ponit E and inversion point Pcorresponding to the eqilbria: solution (E) LiCl·H2O (at 25, 50℃) or LiCl·2H2O (at 0℃) + NaCl + Li2B4O7 · 3H2O and solution (P) + Na2-B4O7·1OH2O NaCl + Li2B4O7·3H2O and the crystallization fields ofborates are much larger than those of chlorides.     

Phase Equilibrium of Quaternary System Cd~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O at 298 K

Solid-liquid equilibrium of quaternary system Cd2+//Cl-, SO42-, NO3--H2O at 298 K was studied by means of an isothermal solution saturation method. Experimental results indicate that there are three univariant curves BE, AE and CE, one invariant point E and three crystallization fields in the quaternary system. The quaternary system belongs to a simple type, and there are no double salts or solid solution existing. The crystallization zones of equilibrium solid phases are CdCl2·5/2H2O(AEB field), 3CdSO4·8H2...     

五元交互体系Li+,Na+,K+//CO32-,Cl--H2O在298.15K的相平衡研究

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,采用等温溶解平衡法研究了五元交互体系Li+,Na+,K+//CO32-,Cl--H2O于298.15K时的相平衡,并绘制了相图(空间立体图和Li2CO3饱和的投影图).结果表明,该五元体系相图含有7个结晶区、13条单变量线和4个无变量点.7个结晶区由6个单盐结晶区和1个复盐结晶区组成,分别为LiCl·H2O,NaCl,KCl,Li2CO3,K2CO3·3/2H2O,Na2CO3·10H2O和NaKCO3·6H2O,没有形成固溶体和天然碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O).4个无变量点标记成K1,K2,K3和K4,所对应的平衡固相盐分别是:Li2CO3+NaKCO3·6H2O+Na2CO3·10H2O+KCl,Li2CO3+NaKCO3·6H2O+K2CO3·3/2H2O+KCl,Li2CO3+NaCl+KCl+LiCl·H2O和Li2CO3+NaCl+Na2CO3·10H2O+KCl.     

298.16 K Na＋, K＋, Mg2＋//Cl－, NO3－-H2O五元体系的相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了五元体系Na^＋, K^＋, Mg^2＋//Cl^－, NO₃^－-H₂O在298.16 K、氯化钠饱和时各盐的溶解度和饱和溶液的物化性质(密度, 电导率)以及四元体系Na^＋, Mg^2＋//Cl^－, NO₃^－-H₂O的相平衡关系. 研究表明: 在298.16 K, 氯化钠饱和时该五元体系溶解度相图由六个结晶区、九条单变量溶解度曲线和四个零变量点构成, 六个结晶区分别对应于NaNO₃＋NaCl, KNO₃＋NaCl, KCl＋NaCl, Mg(NO₃)₂•6H₂O＋NaCl, MgCl₂•6H₂O＋NaCl和复盐KCl•MgCl₂•6H₂O＋NaCl; 在298.16 K时, 该四元体系的相图由四个结晶区、五条单变量溶解度曲线和二个零变量点构成, 四个结晶区分别对应于NaNO₃, NaCl, Mg(NO₃)₂•6H₂O, MgCl₂•6H₂O.     

298.16K时Na~ ,Mg~(2 )//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-,H_2O体系中NaCl饱和区域相平衡

采用等温溶解平衡法研究了五元体系Na ,Mg2 //Cl-,SO42-,NO3-,H2O在298.16K下氯化钠饱和平衡体系的溶解度,获得了相应的投影干盐图、氯图和水图.研究结果表明,在298·16K下氯化钠饱和时,该五元体系投影干盐图由8个二盐共饱和的双变面、13条三盐共饱的单变线和6个四盐共饱的零变点构成,存在两种复盐,8个二盐共饱双变面分别对应于NaCl NaNO3,NaCl Na2SO4,NaCl MgCl2·6H2O,NaCl MgSO4·Na2SO4·4H2O,NaCl Mg(NO3)2·6H2O,NaCl NaNO3·Na2SO4·2H2O,NaCl MgSO4·7H2O和NaCl MgSO4·(1~6)H2O.讨论了该相图在新疆硝酸盐矿开发利用过程中的应用.