Li+, Na+(K+),Sr2+//Br-H2O体系及相关子体系的多温相平衡研究

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四川盆地地下卤水中的矿产资源储藏丰富,分布广阔,是四川特有品质优异的矿产资源,综合开发利用前景十分广阔。四川盆地地下卤水矿产资源的综合利用和开发过程,需要相图的指导。利用相图,分析各种盐类的溶解变化规律和析出区域,从而有效的进行生产。本文针对四川盆地地下卤水体系Li+,Na+(K+),Sr2+//Br-–H2O及相关子体系开展了多温相平衡的实验研究。实验采用等温溶解平衡法对三元体系Li Br–Sr Br2–H2O分别在273 K、308 K和323 K和三元体系Na Br–Li Br–H2O在323 K,四元体系Na Br–Li Br–Sr Br2–H2O在308 K,四元体系Na Br–Li Br–Sr Br2–H2O和KBr–Li Br–Sr Br2–H2O在323 K下的稳定相平衡进行了研究。利用分析实验测试中所得到的各体系下各组分的溶解度数据,绘制了所对应体系的等温相图。其中,鉴定共饱点平衡固相的鉴定方法采用X射线粉晶衍射法,部分三元体系采用湿渣法对其固相成分进行鉴定。实验研究发现,在273 K、308 K和323 K下的三元体系Li Br–Sr Br2–H2O和在323 K下的三元体系Na Br–Li Br–H2O均为水合物Ⅰ型相图。三元体系Li Br–Sr Br2–H2O在273 K下存在1个共饱点、2条单变量曲线和2个固相结晶区,结晶固相为Li Br·2H2O和Sr Br2·6H2O。三元体系Li Br–Sr Br2–H2O在308 K和323K下的相图均包含2个共饱点,3条单变量曲线和3个单盐固相结晶区。其中,在308 K下的单盐固相结晶区为Li Br·2H2O、Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O,在323 K下的单盐固相结晶区为Li Br·H2O、Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O。本文对比了三元体系Li Br–Sr Br2–H2O在不同温度下的稳定相图以及分析了不同温度下的溶解度变化规律,发现了Li Br对Sr Br2的盐析作用很强。三元体系Na Br–Li Br–H2O 323K相图由1个共饱点、2条单变量曲线和2个单盐固相结晶区组成,其结晶区为Li Br·H2O和Na Br。308 K下的四元体系Na Br–Li Br–Sr Br2–H2O中没有复盐和固溶体生成,属于水合物型Ⅱ相图,体系中存在3个共饱和点,7条单变量曲线和5个固相结晶区,固相分别为Li Br·2H2O,Na Br,Na Br·2H2O,Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O。其中Li Br·2H2O的固相结晶区最小,表明该体系中Li Br·2H2O的溶解度最大。323 K下的四元体系Na Br–Li Br–Sr Br2–H2O中无复盐,也无固溶体生成。体系中存在2个共饱和点,5条单变量曲线和4个固相结晶区,固相分别为Li Br·H2O,Na Br,Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O,其中Na Br的结晶区最大,表明其溶解度最小,最容易从饱和溶液中析出。323 K下的四元体系KBr–Li Br–Sr Br2–H2O中无复盐,也无固溶体生成,属于水合物Ⅰ型相图。该四元体系存在2个共饱和点,5条单变量曲线和4个固相结晶区,其各固相组成分别为Li Br·H2O,KBr,Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O,其中KBr的结晶区要比Li Br·H2O,Sr Br2·2H2O和Sr Br2·6H2O的结晶区大得多,这说明KBr的溶解度最小,最易从溶液中析出分离。
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