高原富锂水盐体系相平衡及热力学性质研究进展

 中国西部高海拔青藏高原腹地拥有众多盐湖,这些盐湖以富含锂而闻名世界。其卤水组成可用Li⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-,CO₂^3-,borate-H₂O表示。开展多组分复杂盐湖卤水体系相平衡及热力学性质研究,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律及化学行为的揭示具有重要意义,而且对于盐湖卤水盐类资源综合利用具有指导意义。本文重点归纳总结了国内外高原富锂水盐体系的稳定相平衡、介稳相平衡及热力学性质的研究进展,指出了含锂水盐体系相平衡及热力学性质研究存在的问题及未来研究发展方向。     

三元体系MgCl2SrCl2H2O 323 K及348 K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了323K及348K时三元体系MgCl2-SrCl2-H2O的相平衡关系.根据实验数据,绘制了相应的三元体系相图,并确定了该体系共饱点的液相组成及对应的平衡固相.该三元体系在323K及348K条件下均属于简单共饱型,无复盐及固溶体生成,相图均由一个共饱点,两条单变量曲线和两个结晶区构成,平衡固相均为MgCl2·6H2O和SrCl2·2H2O.并对该三元体系在323K和348K时的相平衡进行了比较和讨论.     

三元体系偏硼酸锂–碳酸锂–水288.15K相平衡研究

用等温溶解平衡法研究三元体系Li BO2–Li2CO3–H2,O在288.15,K时稳定相平衡及其溶液物化性质(密度、折光率和p H),绘制该三元体系的稳定相图和平衡溶液物化性质–组成图.研究结果表明:该三元体系有一个共饱点(Li BO2·8H2,O+Li2CO3)、两条单变量溶解度曲线和两个单盐结晶区,两个结晶区分别对应为Li BO2·8H2O和Li2CO3,其中Li2CO3结晶区大而Li BO2·8H2O结晶区较小.该体系属水合物I型,既没有发生脱水现象,也没有复盐和固溶体产生.采用经验公式计算该体系平衡溶液的密度和折光率,计算值与实验值吻合较好.     

301.15K时KCl-NH4Cl-H2O三元水盐体系相平衡的研究

采用等温溶解平衡法研究301.15K时KCl-NH4Cl-H2O三元水盐体系,测定了两相中各种离子的组成,通过实验数据绘制了此三元水盐体系相图,结果表明该体系主要存在六个区域:纯NH4Cl结晶区、纯KCl结晶区、以NH4Cl为主体的固溶体结晶区、以KCl为主体的固溶体结晶区、以NH4Cl为主体的固溶体和KCl为主体的固溶体的共同结晶区、不饱和溶液区.     

K2CO3-KCl-K2B4O7-H2O四元体系298 K介稳相平衡的实验研究

采用等温蒸发法研究了K2CO3-KCl-K2B4O7-H2O四元体系298 K介稳平衡相关系,并测定了该体系达介稳平衡时液相的密度、折光率和pH值等物化性质.根据实验数据,绘制了该体系298 K的介稳相图及物化性质-组成图.结果表明:该四元体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成;其溶解度等温图含有一个共饱点、三条单变量曲线和3个结晶相区.3个结晶相区分别对应于K2B4O7·4H2O,K2CO3·3/2 H2O和KCl.共饱点的平衡液相组成为w(K2CO3)=51.57%,w(KCl)=1.09%,w(K2B4O7)=1.29%,所对应的平衡固相为K2CO3·3/2 H2O KCl K2B4O7·4H2O.     

Fe-Cr-Ni-C四元系奥氏体与碳化物之间的相平衡计算

将Bjorn Uhrenius描述Fe-C基三元合金体系热力学性质的亚点阵模型扩展后应用于Fe-C基四元合金体系,给出了自由能函数关系表达式,并且在Biorn Uhrc-nius对Fe-Cr-C系热力学平衡计算的基础上,再结合Nishizawa对于Cr-Ni二元系给出的交互作用参数,对Fe-Cr-Ni-C系中固溶体和碳化物的两相平衡进行了计算求解。     

乙醇-水-硫酸亚铁铵三元体系相图研究

对硫酸亚铁铵制备实验原理做了进一步探讨,应用溶解度法绘制了26℃时乙醇-水-硫酸亚铁铵相图,并与硫酸亚铁铵、绿矾、硫酸铵在水中的溶解度曲线图做比较,以便大家更好地理解实验原理.     

异丙醇-磷酸氢二钾-水三元体系的溶解度和液液相平衡

用浊点法测定在常压和35℃下，异丙醇—磷酸氢二钾—水三元体系的平衡溶解度，及该体系的液液相平衡数据．绘制相应的溶解度图和相图，结合回归溶解度经验方程(R≥0．999)，并探讨这种双水相体系形成的条件和相平衡的初步规律．实验结果表明，异丙醇—磷酸氢二钾—水能形成稳定的双水相体系，其成相的质量分数范围为磷酸氢二钾(0—0．7286)、水(0—0．6814)、异丙醇(o一1．oo)．该双水相体系有可用于物质的苯取、分离和纯化．     

15℃硼酸锂-硼酸钾-硼酸镁-水体系相平衡与相图

采用等温溶解平衡法研究四元体系硼酸锂-硼酸钾-硼酸镁-水15℃时固液相平衡,测定了体系溶解度和平衡液相的密度、折光率.研究发现:该体系15℃稳定相图中包含一个共饱点(L+Li2B4O7·3H2O+K2B4O7·4H2O+Mg2B6O11·15H2O),其液相组成为w(Li2B4O7)1.31％、w(K2B4O7)10....     

KVO3-NaVO3-CO(NH2)2-H2O体系298 K相关系实验研究

钒在土壤溶液中的溶解性能要受共存离子种类及含量的影响.作者采用等温溶解平衡法研究了KVO3-NaVO3-CO(NH2)2-H2O四元体系298 K时的溶解度相关系,考察了钾、钠、脲素等共存离子或盐类同偏钒酸根离子的相互作用.该四元体系298 K时的溶解度等温图含有3个相区、3条单变量线和1个无变量点.无变量点的平衡固相盐为KVO3 NaVO3 CO(NH2)2;体系中没有复盐或固溶体形成,3个结晶相区分别为盐KVO3,NaVO3和CO(NH2)2的结晶区,其中KVO3的结晶区最大,表明钾离子的存在不利于土壤中钒的溶解.体系共存盐间存在盐析作用.     

硫酸锰溶液结晶分离硫酸镁的水系相图原理

从水系相图原理讨论了从硫酸锰溶液中结晶分离镁杂质工艺的可行性 .研究结果表明 ,采用常规的工艺结晶分离硫酸锰和硫酸镁是不可行的 .并由此探讨了结晶分离法的可能途径 :控制结晶过程水分蒸发量 ,在 50℃和90℃时分别结晶析出纯硫酸锰或硫酸锰与硫酸镁的混晶 ,从而实现硫酸锰和硫酸镁的分离 ,该过程硫酸锰的损失率分别为 5 %和 5 %～ 7%     

CA-DMF-水三元制膜液体系相分离的研究

用浊点滴定法研究了具有不同聚合物浓度的CA-DMF-水三元制膜液体系分别在30.0、45.0、60.0℃下的相分离情况,得到该体系在各相应温度下的三元相图,发现,所得到的三元相图尤其在高聚合合物浓度区域与Strathmann三元相图有重大的差异、并就此进行了讨论。     

带相变储能的太阳能热水系统分析

提出相变材料(PCM)+水的太阳能联合储能方案,将其应用于24 h供热水的传统太阳能加电辅热热水系统中,建立PCM+水联合储能的数学模型。将该系统应用于昆明地区的情况进行全年模拟分析,对比有无PCM时储热水箱中水温的变化、热损失及电辅热耗电量。结果表明PCM联合储能的热水系统,储热水箱中水温波动小;即加入PCM联合储能对水箱中水温有"削峰填谷"的作用,热损失和电辅热耗电量均减小,全年节电率达17.7%。分析了相变温度与PCM体积比(PCM体积与水体积之比)对水箱储能性能的影响,给出了水箱储热性能随相变温度和相PCM体积比变化的规律及其选取范围。     

Computer simulations on the gas-liquid phase diagram of Stockmayer fluids

Particle exchange molecular dynamics （PEMD） simulation technique is proposed to study the gas-liquid phase diagram of fluids. In the simulations, the fluid particles can be transferred between the two coupled boxes, which possess constant total number of particles and volume. The particle transfer is controlled by the difference of chemical potential in the respective simulation box. After equilibrium the two boxes have the same pressure, temperature and chemical potential. The method is further used to study the gas-liquid phase diagram of Stockmayer fluid. Increasing the dipole strength will enhance the critical temperature. The predicted critical points are in agreement with those from Gibbs ensemble Monte Carlo simulations, while the small systematic difference is attributed to the system size effects and the thermostat methods.