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我国钙镁矿石资源储量丰富,质地优良,应用十分广泛。随着现代工业技术的发展,以镁盐和钙盐作为工业原料可生产人类所需的产品。镁盐可运用于机械、化肥、医药等,钙盐可作为干燥剂等,并且镁盐和钙盐的价格远远高于硫酸钠。如今多有研究学者主要针对芒硝中的硫酸钠的使用,而忽略了镁盐和钙盐的回收利用,造成资源浪费,环境污染。白钠镁矾矿石和芒硝共生矿和卤水资源中存在大量的Mg2+、Ca2+、SO42-和Cl-等,将其加入到有机溶剂和水混合溶剂中,可组合形成三元及简单四元体系,并对其进行相平衡研究,得到各物质在混合溶剂中的溶解度及相图,为钙镁矿石资源综合利用提供基础的热力学数据。设定相应生产工艺条件和工艺路线,从而实现镁盐和钙盐的结晶、分离和纯化。混合溶剂体系中,利用有机溶剂的盐析作用,可将矿石或卤水中的镁盐和钙盐实现分离及纯化,得到资源的有效利用。本文所用的有机溶剂为无水乙醇,与水、盐组合成三元体系及简单四元体系,运用等温溶解平衡法在313.15K下测定了其溶解度和物化性质。 本文测定了在313.15K下三元体系MgSO4-CH3CH2OH-H2O、MgCl2-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-CH3CH2OH-H2O各组分的百分含量并绘制了三元体系相图。结果表明:由于乙醇的盐析作用,这些体系中的几种盐在醇-水混合溶剂中的溶解度都随着乙醇含量的增加而逐渐减小,且氯化钙的溶解度最大,硫酸镁的溶解度最小。由于乙醇具有脱水作用,体系中由湿渣法确定的平衡固相所带的结晶水数减少,并用X射线衍射法进行鉴定。三元体系达到平衡后上层平衡溶液的折光率、电导率和pH值都随着乙醇含量的逐渐增加而呈降低趋势,但其盐析率逐渐增大,并且硫酸镁>氯化镁>氯化钙,表明乙醇对硫酸镁的盐析作用最强,对氯化钙的盐析作用最弱。测定了三元水盐体系MgSO4-MgCl2-H2O和MgCl2-CaCl2-H2O在313.15K下的溶解度并绘制了平衡相图,达到平衡后产生平衡固相,饱和溶液的物化性质(pH和电导率)都呈降低趋势。基于三元混溶体系的基础,向三元饱和溶液中加入另一种盐,形成四元体系MgSO4-MgCl2-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O,本文主要对该两个体系进行了相平衡研究。结果表明:由于乙醇的盐析作用使得五个比例下相图的不饱和区逐渐减小。两个四元体系MgSO4-MgCl2-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O相图都产生一个两盐共饱和点。平衡固相所带结晶水数减少,表明乙醇具有脱水作用。由于乙醇对硫酸镁比乙醇对氯化镁的盐析作用强,使得硫酸镁及其水合物的结晶区大于氯化镁及其水合物的结晶区,同样氯化镁及其水合物的结晶区大于氯化钙及其水合物的结晶区。醇水比为5:5时不饱和液相区最小,为最佳的醇-水体积比。