模拟合成盐卤与盐酸反应的热化学研究

青藏高原新类型盐湖卤水日晒蒸发过程中硼酸盐在浓缩卤水中富集L‘。，我们在前又问中曾报道天然浓缩盐卤中硼酸盐是以“四硼酸盐”的综合统计形式存在，当盐卤浓缩到氯化镁共饱和时，可视为MgO－BZO3－MgC12－HZO四元体系中的一个特定的膺三元体系MgO·2B2O3－MgC12－H。O．该四元体系20oC热力学非平衡态液固相图问与25oC热力学平衡态相图＊存在较大差别．由于聚合翻氧配阴离子的存在，使得对含棚浓缩盐卤的研究变得复杂而困难＊．李积才等“～SJ对合成盐卤的稀释热和表观摩尔热径进行过测定，李军间在对多种水合硼酸盐在盐酸中…     

盐卤硼酸盐化学——Ⅵ.扎仓茶卡盐湖卤水的蒸发和盐类的分离提取

扎仓茶卡盐湖是藏北地区具有经济开发远景的一个新类型硼酸盐盐湖。卤水在25℃蒸发浓缩过程中的析盐顺序符合"介稳相图"预示的结果。结合湖区地表卤水和晶间卤水化学组成,提出该盐湖卤水利用天然冷冻析出芒硝,利用夏季组成卤水日晒分离软钾镁矾,冬季析硝卤水日晒析出钾石盐的自然处理工艺,同时论述了加酸处理含硼浓缩卤水提取硼酸的原则流程。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅺ.不同含硼浓缩盐卤的稀释实验

前文[1]报道高含硼浓缩盐卤加水稀释过程中硼酸盐的行为。考虑到青海省柴达木盆地大柴旦盐湖卤水日晒蒸发到钾盐析出阶段,浓缩卤水中含1.87％MgB_4O_7,蒸发到水氯镁石开始析出,浓缩卤水中含2.95％MgB_4O_7。本文报道,这两种不同含硼浓缩卤水按文献[1]中实验步骤进行加水稀释,室温放置过程中析出硼酸镁盐的某些不同结果。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅲ.盐卤在动态蒸发条件下硼酸镁的极限溶解度

首先将含硼盐卤日晒蒸发到不同浓度,分别取硫酸镁析出阶段卤水和水氯镁石析出阶段卤水加入芒硝使全部回溶。利用硫酸钠和氯化镁在水溶液中存在交互反应,将芒硝回溶后卤水进行天然蒸发浓缩到硼酸盐开始结晶析出,测得盐卤在动态蒸发过程中硼酸镁的最大极限溶解度为7.36～7.50%MgB₄O₇,室温放置10年后的平衡溶解度为0.94%MgB₄O₇。     

盐卤硼酸盐化学 Ⅱ.从含硼浓缩氯化镁卤水中析出的六硼酸镁MgO·3B_2O_3·71/2H_2O

对含硼浓缩盐卤在冷冻析除一般盐类后在放置过程中析出的一种硼酸镁盐进行了研究。经化学分析、热分析、X射线粉晶衍射和红外光谱鉴定,结果表明是MgO·3B_2O_3·7~(1/2)H_2O。同时还确定同一浓缩卤水在室温(20℃)到-20.5℃温度范围内析出同一硼酸盐结晶     

盐卤硼酸盐化学——Ⅶ.盐卤在天然冷冻析盐过程中硼酸盐的行为

某硼酸盐盐湖卤水经日晒蒸发到不同析盐阶段,分别取泻盐和钾盐饱和卤水在实验盐田中储存越冬。前者在天然冷冻析出泻盐之后,当卤水中硼含量达到1.69％MgB_4O_7,温度为-21℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_37 1/2H_2O。对于后者,当硼含量为2.43％MgB_4O_7,温度为-17℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_3·7 1/2H_2O。     

盐卤硼酸盐化学 Ⅴ.含硼浓缩盐卤稀释过程中硼酸盐的行为

经日晒蒸发制得的高含硼浓缩卤水加水稀释时,溶液的pH随稀释度增大而明显上升.不同稀释度卤水在室温放置过程中,有不同的硼酸镁水合盐结晶析出.采用加水稀释法已经从含硼浓缩卤水中得到多水硼镁石(2MgO·3B_2O_3·15H_2O),章氏硼镁石(MgO·2B_2O_3·9H_2O),六硼酸镁(MgO·3B_2O_3·7H_2O)和氯柱硼镁石(2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O).     

盐湖卤水蒸发浓缩过程中pH值变化规律研究

实验测定了当雄错、一里坪和多格错仁3个盐湖卤水蒸发浓缩过程中pH值,结果发现卤水浓缩过程中pH值表现趋酸向变化或越碱向变化规律;卤水中氯化钠、硫酸钠和水等大量中性成分随浓缩进行不断减少,则强酸弱碱盐或强碱弱酸盐在体系中所占比例越来越大,其水解推动pH值规律性变化;上述3个盐湖卤水浓缩时pH值变化试验数据反映的规律表明,据卤水化学组成配盐结果,可预先判断浓缩过程中pH值变化趋向;氯化物型和硫酸镁亚型盐湖卤水蒸发浓缩时pH值表现逐渐下降的规律,碱金属的碳酸盐或硼酸盐占较大比例的盐湖卤水蒸发浓缩时pH值表现逐渐上升规律;卤水浓缩过程中pH值变化规律对盐湖资源开发研究具有指导作用。     

盐卤硼酸盐化学V:合硼浓缩盐卤稀释过程中硼酸盐的行为

经日晒蒸发制得的高含硼浓缩卤水加水稀释时, 溶液的pH随稀释度增大而明显上升. 不同稀释度卤水在室温放置过程中,有不同的硼酸镁水合盐结晶析出. 采用加水稀释法已经从含硼浓缩卤水中得到多水硼镁石(2MgO.3B2O3.15H2O), 章氏硼镁石(MgO.2B2O3.9H3O), 六硼酸镁(MgO.3B2O3.7H2O)和氯柱硼镁石(2MgO.2B2O3.MgCl2.14H2O).     

五元体系LiCl-NaCl-KCl-MgCl2-H2O 25℃时溶度研究和等温蒸发实验

本文首次给出了五元体系LiCl-NaCl-KCl-MgCl₂-H₂O 25℃时的溶度图。讨论了氯化锂对体系中其它盐类的盐析作用。还报道了几个合成卤水在静态条件下的等温蒸发结果。研究表明所得平衡相图可作为此类盐卤析盐顺序的理论依据。     

西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水自然蒸发析盐规律研究

盐湖卤水中蕴藏有许多重要的无机盐资源,是多种无机化学品的重要来源。当雄错盐湖是我国藏北高原典型的碳酸盐型盐湖,卤水中蕴藏有丰富的锂、钾、硼等盐类,当地气候条件非常适宜采用盐田相分离技术进行盐湖卤水的综合开发和利用。本文以Na+,K+/CO32-,SO42-,Cl--H2O五元体系(25℃)介稳相图为指导,通过对当雄错盐湖卤水在湖区现场开展自然蒸发实验研究,考察了卤水中Li、K、B等元素的浓缩富集规律,获得了卤水夏季自然蒸发结晶路线及析盐次序为石盐、水碱、天然碱、钾石盐、钾芒硝、硼砂和碳酸锂,同时分析了夏、冬季卤水自然蒸发浓缩析盐规律的区别,为指导西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水的综合开发利用提供了盐田工艺设计基础和理论依据。     

盐卤硼酸盐化学--Ⅳ.浓缩盐卤中析出的新硼酸盐固相

本工作采用模拟合成盐卤硼酸盐的方法,配合多种物理分析法进行物相鉴定,确认浓盐卤析出硼酸盐固相是由两种硼酸盐组成。其中一种硼酸盐的化学式为MgO·3B_2O_3·7H_2O,另一种是未见报导的新硼酸盐,化学式为2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O。这种含氯化镁的硼酸镁水合复盐的晶粒细小,电镜下呈针柱状,我们给出了它的伦琴射线粉晶衍射数据,红外光谱和热重分析结果,在差示热分析曲线上出现两个明显的晶型转变放热峰,与柱硼镁石(MgO·B_2O_3·3H_2O)的差示热分析曲线类似。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅸ.MgB4O7-MgCl2-H2O体系结晶动力学研究

业经确定自日晒浓缩高含硼天然盐卤结晶析出的硼酸盐固相中,存在七水六硼酸镁(MgO·3B₂O₃·7H₂O)和氧柱硼镁石(2MgO·2B₂O₃·MgCl₂·14H₂O)。本工作配制了含5.12%MgO·2B₂O₃等的氯化镁近饱和MgB₄O₇-MgCl₂-H₂O合成卤水,在无扰动条件下使静置结晶析出硼酸盐。     

MgO－B2O3－MgCl2－H2O体系与盐酸滴定反应的研究

ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３－ＭｇＣｌ２－Ｈ２Ｏ是含硼盐湖日晒浓缩盐卤的典型体系，它与盐酸反应生成硼酸，是从天然浓缩盐卤中制取硼酸的工艺基础，以量热滴定法和ＰＨ滴定法研究该反应，结果表明，析出硼酸的反应分两步进行；合成盐卤中硼酸盐可用ＭｇＢ２ｎＯ３Ｎ＋１（ｎ＝１，２，３）综合统计形式来表示；天然浓缩盐卤中硼酸盐可以用四硼酸镁的统计形式进行表示。     

MgO－B_2O_3－MgCl_2－H_2O体系与盐酸滴定反应的研究

ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３－ＨｇＣｌ２－Ｈ２Ｏ是含硼盐湖日晒浓缩盐卤的典型体系，它与盐酸反应生成硼酸，是从天然浓缩盐卤中制取硼酸的工艺基础，以量热滴定法和ｐＨ滴定法研究该反应，结果表明，析出硼酸的反应分两步进行；合成盐卤中硼酸盐可以用ＭｇＢ２ｎＯ（３ｎ＋１）（ｎ＝１，２，３）综合统计形式来表示；天然浓缩盐卤中硼酸盐可以用四硼酸镁的统计形式进行表示．     

高镁含硼盐卤体系反常现象解析

高镁含硼盐卤体系中存在"过饱和溶解度"、"稀释成盐"和同名离子"增溶"等反常现象。研究发现:氯化镁溶液在中低浓度时显中性,在高浓度时显酸性,饱和时pH值小于4.5。而各种镁硼酸盐基本都是pH值大于8.0的碱性矿物。水溶液中酸碱难共存,但镁硼酸盐与氯化镁却因具有相同离子而能够在高镁含硼盐卤体系中共存。结合氯化镁溶液特殊酸度变化规律与相关相化学数据可较圆满的解释高镁含硼盐卤体系中的反常现象。     

合成盐湖卤水体系Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O25℃下的等压研究和离子相互作用模型的应用

根据我国青海一里坪和东台吉乃尔盐湖晶间卤水Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O体 系的组成制备了两种合成卤水储备溶液，采用等压法和改进的实验装置在25 ℃下 ，从稀释到溶液中溶质NaCl达到饱和的浓度范围，对合成卤水溶液进行了等压测定 ，确定了它们的水活度a_(H_2O)，和渗透系数ψ；比较了两种卤水的热力学性质及 其变化的规律，揭示了其天然卤水浓度差异的物理化学成因。用盐湖卤水体系离子 作用模型对水活度、渗透系数的计算值与本文的实验数据比较，对于一里坪和东台 合成卤水，渗透系数的标准偏差分别为0.0078和0.0145；用该模型计算了东台晶间 卤水，及其在25 ψ等温蒸发实验不同阶段的浓缩卤水中，离子强度从9.766到20. 52mol·kg~(-1)范围可能析出的盐类的饱和度，给出了其变化规律，并与文献的盐 类沉积和析盐顺序相比较，获得了合理一致的结果，从而证实了我们在Pitzer离子 相互作用模型基础上所发展的盐湖卤水体系模型对描述和预测复杂天然盐湖卤水体 系的热力学性质和蒸发析盐规律的适用性。     

大柴旦富硼浓缩盐卤中硼酸镁盐稀释结晶动力学

采用动力学法研究了富硼浓缩盐卤稀释过程硼酸镁盐的结晶动力学,重点探讨了温度、稀释比和硼浓度对结晶过程的影响。利用单纯形优化法配合Runge-Kutta微分方程组数值解法对实验数据进行拟合,给出了结晶动力学方程和结晶速率。结果表明,低温、高硼浓度和中间稀释比有利于硼酸镁盐的结晶析出,最优条件下析硼率(以B_2O_3计)高达88%;结晶速率随硼浓度的增加和温度的降低快速增大;反应级数表明稀释结晶过程硼酸镁盐结晶主要受多核表面反应控制,同时提出了结晶相转化机理。     

四元体系Li2O-MgO-B2O3-H2O在40℃时溶解度的研究

我国柴达木盐湖近期研究表明:新类型盐湖卤水可以近似地的看作是天然的(Li)、Na~ 、K~ 、Mg~(2 )Cl~-、SO_4~(2-)、B_4O_7~(2-)-H_2O的多元水盐体系。新类型硼酸盐卤水经日晒蒸发析盐后,得到的氯化镁饱和卤水中钠和钾的含量甚少,可以被看作是Li~ 、Mg~(2 )Cl~-、SO_4~(2 )、B_4O_7~(2-)-H_2O五元水盐体系。研究它,不仅可以丰富水盐溶液化学、锂盐化学和硼酸盐化     

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.