五元体系Li+(K+),Na+//Cl-,SO42--B4O72--H2O 273K介稳相平衡研究

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西藏扎布耶盐湖富含锂、硼、钾,以及氯化物,硫酸盐,碳酸盐和硼酸盐等资源。为了更好地开发和利用该盐湖卤水中的资源,本文针对其卤水组成,采用等温蒸发法研究了一个四元体系Li+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O以及两个五元体系K+, Na+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O,Li+, Na+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O 273 K下的介稳相平衡。测定了上述各体系在273 K条件下平衡液相中各组份的溶解度﹑密度以及pH值,并根据实验数据绘制了四元体系的相图,水图,密度-组成图及pH-组成图;完成了五元体系介稳相平衡立体图以及以Na2B4O7,KCl(LiBO2·8H2O)饱和的平面投影相图,水含量图,密度-组成图,pH-组成图及钠,钾(锂)含量图。本实验研究发现简单四元体系Li+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O 273 K时的介稳相平衡中无复盐和固溶体形成,其介稳相图由3条溶解度单变量线﹑3个结晶区以及1个共饱点组成。3个结晶区分别对应于单盐LiCl·H2O、Li2SO4·H2O和LiBO2·8H2O,其中LiBO2·8H2O结晶区最大,LiCl·H2O结晶区最小。且LiCl·H2O对Li2SO4·H2O有强烈的盐析作用。研究发现五元体系K+, Na+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O 273 K介稳相平衡中无复盐生成,其介稳相图由3个共饱点,11条单变量曲线和6个结晶区组成,平衡固相分别为无水NaCl,Na2SO4·10H2O,Na2B4O7·10H2O,无水KCl,无水K2SO4和K2B4O7·4H2O;该体系在以Na2B4O7饱和的投影图中有3个共饱点,7条单变量曲线和5个结晶区,5个结晶区分别为Na2SO4·10H2O,K2B4O7·4H2O,无水KCl,无水NaCl和无水K2SO4五种盐;该体系在以KCl饱和的投影图中也有3个共饱点,7条单变量曲线和5个结晶区,5个结晶区分别为Na2SO4·10H2O,K2B4O7·4H2O,Na2B4O7·10H2O,无水NaCl和无水K2SO4五种盐。在此体系中,硼酸盐的存在结构形式分别为:Na2B4O5(OH)4·8H2O和K2B4O5(OH)4·2H2O。研究发现五元体系Li+, Na+//Cl-, SO42-, B4O72- - H2O 273 K介稳相平衡中有复盐3Na2SO4·Li2SO4·12H2O生成,其介稳相图由4个共饱点,13条单变量曲线和7个结晶区组成,平衡固相分别为无水NaCl,Na2SO4·10H2O,Na2B4O7·10H2O,LiCl·H2O,Li2SO4·H2O,LiBO2·8H2O和复盐3Na2SO4·Li2SO4·12H2O。其中LiCl·H2O的结晶区最小,而Na2B4O7·10H2O和LiBO2·8H2O的结晶区较大,由此可见,273K的介稳条件下,有利于Na2B4O7·10H2O和LiBO2·8H2O的析出。该体系在以Na2B4O7饱和的投影图中有3个共饱点,7条单变量曲线和5个结晶区,5个结晶区分别为Na2SO4·10H2O,3Na2SO4·Li2SO4·12H2O,Li2SO4·H2O,LiBO2·8H2O,以及无水NaCl五种盐;而该体系在以LiBO2·8H2O饱和的投影图中只有4个共饱点,5条单变量曲线和4个结晶区,4个结晶区分别为Li2SO4·H2O,Na2B4O7·10H2O,LiCl·H2O,以及无水NaCl四种盐。
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