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本文采用电动势法对318.15 K下三元体系KBr-K2SO4-H2O的热力学性质进行研究。首先,测定了KBr-H2O溶液中KBr的电动势,线性回归出电极响应斜率κ和电极常数E0,结果表明实验所用离子选择性电极具有良好的能斯特响应。然后,对318.15 K下三元体系KBr-K2SO4-H2O混合溶液中KBr的平均活度系数进行了研究,绘制了离子强度I及离子强度分数yb与KBr的平均活度系数关系图,由图可得,当离子强度I一定,随着离子强度分数 yb增大,KBr平均活度系数逐渐减小,且减小的趋势越来越大。当离子强度分数yb是个定值时,KBr平均活度系数随着离子强度I的增大而减小。应用活度系数数据通过多元线性回归拟合出该温度条件下Pitzer模型混合离子作用参数θBr,SO4和ψK,Br,SO4,并计算了混合溶液中K2SO4的平均活度系数、渗透系数Φ,水活度aw,超额吉布斯自由能GE。应用拟合的Pitzer混合离子相互作用参数和Pitzer模型计算了该三元体系在318.15 K下的溶解度数据,并对计算结果和其他温度下已经报道的KBr-K2SO4-H2O三元体系的共饱和点处的溶解度数据进行比较,对比结果表明,溶解度计算结果可靠,拟合的离子相互作用参数具有较好的精度,可用于计算相关体系的热力学参数和相平衡的预测。 相似文献
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采用等温溶解平衡法研究了三元体系LiCl-Li2SO4-H2O和Li2SO4-Na2SO4-H2O在333.15 K下的相平衡关系,测定了333.15 K条件下两个体系平衡溶液的溶解度,根据溶解度数据绘制了两个三元体系的相图。研究发现:在三元体系LiCl-Li2SO4-H2O中,相图由两条单变曲线、一个不变点和两个结晶区组成,平衡固相为LiCl·H2O和Li2SO4·H2O;在三元体系Li2SO4-Na2SO4-H2O中,相图由两个不变点、三条单变曲线和三个结晶区组成,平衡固相分别为Li2SO4·H2O、Na2SO4和Li2SO4·Na2SO4。 相似文献
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为了获取锂钠钾共存硫酸盐体系298.2 K下各盐结晶形式,采用等温溶解平衡法研究了298.2 K下四元体系Li2SO4+Na2SO4+K2SO4+H2O的相平衡关系,测定了该体系的溶解度和密度,采用X-ray粉晶衍射法测定了平衡固相组成,并绘制了相应的稳定相图和多温对比图。研究表明,298.2 K下该四元体系为复杂四元体系,有复盐2Li2SO4·Na2SO4·K2SO4、Li2SO4·3Na2SO4·12H2O、LiKSO4、Na2SO4·3K2SO4生成。其稳定相图由6个四元共饱点、12条单变量曲线以及7个结晶区组成。其中,复盐Na2SO4·3K2SO4结晶区最大,表明其在该体系中最易结晶析出;Li2SO4·H2O结晶区最小。对比273.2 K、288.2 K、298.2 K、323.2 K、373.2 K四元体系多温相图可知,273.2 K时未发现复盐Na2SO4·3K2SO4和2Li2SO4·Na2SO4·K2SO4结晶形式;Na2SO4·10H2O和Li2SO4·3Na2SO4·12H2O结晶形式在323.2 K和373.2 K时转变为Na2SO4和Li2SO4·Na2SO4。288.2~373.2 K时随温度升高,K2SO4和Na2SO4·10H2O结晶相区减小,Li2SO4·H2O、Na2SO4、LiKSO4和Li2SO4·Na2SO4结晶相区增大;Na2SO4·3K2SO4结晶相区先增大后减小,在298.2 K时结晶相区最大;2Li2SO4·Na2SO4·K2SO4结晶相区先减小后增大,298.2 K时结晶相区最小。 相似文献
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Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。 相似文献
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用高精度振动管密度仪测定二元系统(LiCl-H2O 和 MgCl2-H2O)和三元系统(LiCl-MgCl2-H2O)在273.15 至 308.15 K下溶液密度。采用VFT方程关联了LiCl和MgCl2溶液密度与温度、摩尔浓度关系。利用Young理想混合规则,根据二元体积性质计算计算了三元系统溶液密度。采用Pitzer离子相互模型拟合了LiCl-MgCl2-H2O,得到Pitzer单盐参数(β(0)VMX,β(1)VMX,and CVMX,MX=LiCl 和 MgCl2)和混合离子相互作用参数(θVLi,Mg、ψVLi,Mg,Cl)。在本工作中确定了三元体系在恒定离子强度下的混合体积 (ΔVm)。 相似文献
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锂云母、铯榴石等矿物的硫酸盐焙烧浸出,是从中提取锂铷铯钾等碱金属元素的重要步骤,所得硫酸盐浸出液可近似看作Li+,Na+,K+,Rb+,Cs+ // SO42--H2O六元水盐体系;其在浓缩过程呈现复杂的成盐特征,增加了各碱金属元素分离提取的难度,研究其相关水盐体系相图和相平衡性质对理解浸出液中碱金属的分离具有重要的理论指导意义。本文采用Pitzer-Simonson-Clegg超额Gibbs自由能方程和具有内在热力学一致性的CALPHAD方法,构建了Na+,K+,Rb+,Cs+//SO42--H2O五元体系的多温固液相平衡热力学模型。借助该模型:1)实现了对Na2SO4+Rb2SO4+H2O、Na2SO4+Cs2SO4+H2O和K2SO4+Cs2SO4+H2O三元体系的多温溶解度等温线的准确描述,并进一步构建了这些体系在240.15~380.15 K温度范围内的多温相图;2)实现了对K2SO4+Rb2SO4+H2O和Rb2SO4+Cs2SO4+H2O体系中存在的固溶体相—水溶液平衡关系的准确描述,确认了(K,Rb)2SO4连续固溶体、以及(Rb,Cs)2SO4(α)和(Rb,Cs)2SO4(β)间断固溶体存在的合理性;3)预测了上述五元体系中所包含的全部4个四元子体系(Na2SO4+ K2SO4+ Rb2SO4+H2O、Na2SO4 + K2SO4+Cs2SO4+ H2O、Na2SO4+ Rb2SO4+Cs2SO4 + H2O和K2SO4+Rb2SO4+Cs2SO4+ H2O)的相图,明确了四元相图中固溶体的类型及形成区域。然而,模型预测结果与现有四元体系实验数据间存在普遍的不一致性,尤其是固溶体形成区域,但模型预测结果从非实验角度给出了重要参考,对现有实验提出了挑战,未来对这些体系开展更为精细的实验研究非常必要。 相似文献
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在Pitzer电解质溶液理论的基础上采用两种模型计算了KCl-K2SO4-KBO2-H2O体系及其子体系的溶解度。模型I假设溶液中只有一种硼物种B(OH)4-,模型II假设溶液中有4种硼物种,分别对应于B(OH)3、B(OH)4-、B3O3(OH)4-和B4O5(OH)42-。模型I与模型II的溶解度计算结果接近,且与实验值吻合较好。采用模型II计算了上述体系溶液中的硼物种和OH-的浓度。各硼物种的浓度主要受溶液中总硼浓度的影响,而很少受KCl和K2SO4的影响。计算结果说明在计算偏硼酸钾溶液体系溶解度时,可近似认为溶液中硼物种只有B(OH)4-。模型II可用于计算含偏硼酸钾体系的pH值。本文的计算结果可为复杂偏硼酸钾体系模型的构建提供理论基础。 相似文献
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合理开发利用四川盆地地下卤水资源,对卤水体系开展多温相平衡与相图的研究具有重要意义。本文通过等温溶解平衡法对在288 K时五元体系NaCl+KCl+MgCl2+SrCl2+H2O(NaCl饱和)进行了相平衡实验研究,运用化学分析法以及X-ray粉晶衍射法分别确定了在288 K温度条件下该体系的平衡液相和平衡固相组成。通过固液相平衡实验数据,绘制了该五元体系以NaCl为饱和区域的干盐相图、水含量图以及氯化钠含量变化图。研究结果表明在288 K且NaCl饱和条件下,该五元体系干盐相图含有2个五元共饱和点、5条等温溶解度曲线和4个固相结晶区(KCl、MgCl2·6H2O、KCl·MgCl2·6H2O和SrCl2·6H2O)。固相结晶区KCl在该干盐相图中面积最大,其次是SrCl2·6H2O,而MgCl2·6H2O的结晶区面积最小,说明KCl在饱和溶液中的溶解度较小,易析出而得到分离,而MgCl2的溶解度最大,难以从饱和溶液中结晶析出,且MgCl2·6H2O对KCl和SrCl2·6H2O有强烈盐析作用。通过对本体系热力学相平衡实验研究和多温相平衡的对比讨论,揭示了钾锶镁等含氯化物卤水体系在多温相平衡与相图条件下的结晶析盐规律,为液态矿产资源开发利用提供理论指导。 相似文献
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采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H2O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO42-易与CO32-竞争Li+形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li+的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li+的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。 相似文献
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硫酸镁亚型盐湖老卤是MgCl2、MgSO4的饱和溶液体系,富集了Mg、B、Li等元素。本文针对含硼水盐体系热力学难以表达的问题,开展了硼在水盐体系存在形态及其平衡关系的研究。利用易于水解的Mg(BO2)2作为硼源,借助拉曼光谱和X射线衍射(XRD)为检测手段,定量研究Mg(BO2)2在MgSO4-H2O、MgSO4-MgCl2-H2O体系中水解硼物种转化规律。结果表明:(1)Mg(BO2)2在MgSO4溶液中的水解固相为MgB2O(OH)6、MgB4O7·9H2O和Mg(OH)2;在MgSO4-MgCl2-H2O溶液中水解固相为Mg2B6O11·15H2O、MgB4O7·9H2O、Mg2Cl(OH)3·4H2O。(2)Mg(BO2)2在MgSO4溶液中水解,液相硼物种主要有B3O3(OH)-4、B3O3(OH)52-、B(OH)-4、B4O5(OH)42-、H3BO3,其分布受MgSO4浓度影响很大,MgSO4浓度从0增加至饱和,B3O3(OH)-4始终占总硼量的50.07%以上,B3O3(OH)52-占液相总硼从4.77%上升至37.16%为第2化学物种。(3)在MgSO4-MgCl2-H2O溶液中,硼物种的主要形态有B3O3(OH)-4、B3O3(OH)52-、B(OH)-4,其分布 随[Cl22-]/([Cl22-]+[SO42-])变化很大,在MgCl2和MgSO4的共饱溶液中,分别占液相总硼量的58.91%,14.62%和12.81%。(4)液相硼物种之间平衡关系的活度商lnQ,不仅与溶液pH、水活度有关,还与MgSO4、MgCl2摩尔浓度呈二元线性关系,这样就可将硼在H3BO3-NaOH体系物种分布关系的lnQ扩展到 (MgSO4,MgCl2,MgSO4-MgCl2)水溶液的多元体系。由此获得硼物种的量化关系,可为推算硼在水盐体系的物种分布,进而计算含硼电解质溶液热力学性质提供依据。 相似文献
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采用等温溶解平衡法测定了三元体系CaCl2-SrCl2-H2O温度在353.15 K时共饱和点的溶解度。基于实验结果和文献已有报道的该体系多温下的相平衡数据,模拟了南翼山油田卤水中氯化钙和氯化锶在温度323.15 K下的分离实验。模拟钙锶分离实验结果表明,物质的量比为25.41∶1的CaCl2和SrCl2的混合溶液在323.15 K下蒸发结晶提纯后的固相中钙锶物质的量比降低为1.73∶1,SrCl2的回收率为52.47%,将所得一次固相产品在323.15 K下溶解并再次蒸发后,钙和锶的物质的量比从1.73∶1降至1.1∶1,SrCl2的回收率为78.67%,SrCl2的总回收率为41.28%。 相似文献
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采用基于扩展UNIQUAC模型的AQSOL027软件针对水盐体系Li–Na–K–Mg–Cl–SO4–H2O的六个五元子体系进行相平衡理论计算,首次报道了多个五元子体系在多个温度条件下的相图,将计算相图与已有实验相图以及基于其它热力学模型的计算相图进行了比较。结果表明：AQSOL027在相图计算中具有较好的准确性和可靠性。AQSOL027是一款基于Excel、用于计算复杂多温水-盐体系Li–Na–K–Mg–Ca–H–Cl–(HSO4/SO4)–(CO2/HCO3/CO3)–(H3BO3/B4O7/BO2)–OH–H2O的计算机软件,集成了扩展UNIQUAC模型和相平衡算法,该软件可结合SysCAD和Aspen过程模拟器,实现盐田工艺过程的计算机辅助设计。 相似文献
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考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn2O3的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N2吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li+具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li+性能。此外,本文对Li1.6Mn1.6O4与MnO2·0.5H2O的吸附—解吸机理进行了解释。 相似文献
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盐湖卤水提锂工艺的难点之一在于卤水中镁锂比过高。采用红外光谱对非平衡动态降温过程中溶液结构变化进行分析,测定不同类型单盐溶液和卤水的结构变化,并基于此规律强化盐湖尾卤的镁锂分离。结果表明,MgSO4 溶液在40 ℃及以上时, 984 cm-1 处的特征峰显示可能出现接触式离子对结构(Mg2+-SO42-);1 280 cm-1处出现溶剂共享型离子对结构( Mg2+-H2O-SO42-);Li2SO4溶液中出现溶剂共享型离子对结构的可能性低,镁锂之间会出现结构差异。基于如上溶液结构的变化,通过非平衡动态降温过程,实现盐湖尾卤中的镁锂分离,镁锂质量比值可由最初的40降至20左右,Mg2+以MgSO4·nH2O型混合结晶产品的形式从卤水中析出,而液相中Li+的损失率可低至5.01%以下,以此达到了脱镁及锂富集的效果。 相似文献
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基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H2O)n]+,[NO3(H2O)n]-和KNO3(H2O)n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO3溶液,目的在于深入理解KNO3溶液中K+和 NO-3的微观水合结构,以及K+-NO-3离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO3(H2O)n (n=6,8,10和12)水合团簇,K+第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K+和NO-3主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO3溶液中形成了直接接触K+-NO-3离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO3稀溶液中主要存在物种为水合K+和NO-3,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K+-NO-3离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。 相似文献
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深部孔隙卤水是近年来盐湖勘查的工作重点。对尕斯库勒地区深部孔隙卤水的离子特征及聚类分析显示：卤水中的K+、B2O3和Li+具有相似的物质来源,且各离子之间具有普遍的相关性；孔隙卤水中的钾、镁、锂具有相对较高的品位,各离子含量普遍呈现一个自南向北增大的趋势,而且上部卤水离子浓度普遍高于下部.综上,尕斯库勒地区北部段深部具有较好的钾、镁、锂找矿前景。根据卤水的特征系数及其在K+、Na+、Mg2+∥Cl－、-H2O(25°)介稳相图中的分布,推测尕斯库勒地区深部孔隙卤水的主要来源,既有溶滤表层晶间层的溶滤水,又有深部的沉积水,显示出典型的多源性。 相似文献
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采用等温平衡的方法测定了KCl-RbCl-H2O和KCl-CsCl-H2O三元体系50 ℃的等温平衡溶解度,绘制了这两个体系的相图。研究表明,KCl-RbCl-H2O为固溶体型相图,没有共饱和点,只有一个(K,Rb)Cl固相区,饱和溶液线为一单变量曲线。平衡液相中RbCl/KCl与RbCl的百分含量呈正相关和线性关系,而固相中RbCl/KCl的变化则呈非线性关系。KCl-CsCl-H2O体系属于简单共饱和体系,存在一个共饱和点,在KCl、CsCl、H2O含量分别为5.1%、64.3%、30.6%时达到共饱和。实验对完善含铷、铯卤水体系的热力学数据和富钾卤水综合开发利用具有实际意义。 相似文献