五元体系Na+//Cl-,CO32-,SO4-2-,B4O72--H2O 273K介稳相平衡实验研究

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西藏扎布耶盐湖卤水富含锂、钠、钾、硼、铷等资源。为了更好地开发和利用该盐湖卤水资源,本文针对其卤水组成,采用等温蒸发法研究了文献中尚未见报道的五元体系Na+//Cl-,C032-,SO42-,B4O72--H2O273K介稳相平衡。测定了该五元体系273K平衡液相中各组分的溶解度、密度及pH值,绘制了五元体系273K介稳相平衡立体图、以NaCl饱和的平面投影相图、水图、密度-组成图和pH-组成图。五元体系Na+//Cl-,CO32-,SO42-,B4O72--H2O273K介稳相平衡中有复盐2Na2SO4·Na2CO3生成。其五元立体相图由2个共饱点,7条单变量曲线和5个结晶相区组成。5个结晶相区分别对应于单盐NaCl、Na2SO4·10H2O、Na2CO3·10H2O、Na2B4O7·10H2O和复盐2Na2SO4·Na2CO3的结晶区。体系中不存在七水碳酸钠和天然碱相区。共饱点H1为相称共饱点,所对应的平衡液相组成为w(Na+)=11.63%,w(Cl-)=13.37%,w(CO32-)=2.90%,w(SO42-)=0.95%,w(B4O72-)=0.80%,w(H2O)=70.34%,所对应的平衡固相为Na2CO3·10H2O+Na2B4O7·10H2O+2Na2SO4·Na2CO3+NaCl。共饱点H2为不相称共饱点,所对应的平衡液相组成为w(Na+)=11.92%,w(Cl-)=13.37%,w(CO32-)=3.02%,w(SO42-)=1.12%,w(B4O72-)=1.19%,w(H2O)=69.38%,所对应的平衡固相为Na2SO4·10H2O+Na2B4O7·10H2O+2Na2SO4·Na2CO3+NaCl。从该五元体系水图以及物化性质组成图可知,溶液的含水量及物化性质随溶液中钠离子耶涅克指数变化呈现有规律的变化。采用经验公式1nd/d0=a×NaCl%+b×Na2CO3%+c×Na2SO4%+e×Na2B4O7%对平衡液相密度进行计算,计算值与实验值吻合度较好,相对偏差小于0.02。
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