水盐体系的相平衡理论是指导开发海水、盐湖、地下卤水及含盐废水综合利用技术的重要基础。目前的研究主要集中在常温和高温下的稳定及介稳相平衡,而对于低温下的相平衡研究较少。低温对水盐体系的相平衡和盐类结晶规律有着重要的影响,特别是对于复杂的含硫酸盐水盐体系,能够抑制某些复盐析出,极大地简化相图,从而有可能开发出更简单、效率更高的生产工艺。新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子,属于高元复杂体系,常温及较高温度下的结晶路线异常复杂,难以获得高质量目标产品;同时考虑到新疆冬季寒冷漫长,探索开发低温工艺有重要的意义。但目前由于缺少相关的低温相图作为指导,工艺探索开发工作较为盲目,未能取得进展。为此,本文针对卤水硝酸盐矿所属的六元水盐体系Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-–H₂O及其子体系,开展低温下的相变化研究。包括采用等温溶解平衡法,测定了该体系在258.15K下的溶解度和密度数据,构建了不同形式的相图,分析并讨论各体系中盐类之间的相转化关系及析出规律;采用低温冷却曲线法研究了相关水盐体系的冰点、共晶点与溶液组成的关系和图形表达。同时结合相图,研究了具有不同组成特征的含有Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-的溶液在降温和蒸发过程中的析盐规律,在这些工作的基础上研究了相关的生产工艺,为今后新疆卤水硝酸盐矿的开发以及其他相关领域的技术研究提供了理论支撑。研究结果如下:（1）三元体系Na⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O、Na⁺,Mg²⁺//NO₃^-–H₂O和Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O在258.15 K下均为简单共饱型,没有复盐存在;相图均由1个零变量点、2条单变量溶解度曲线和3个结晶区组成。K⁺,Mg²⁺//Cl^-–H₂O体系有复盐KCl·Mg Cl₂·6H₂O的形成,相图由2个零变量点、3条单变量溶解度曲线和5个结晶区组成。温度变化对相图中各盐的结晶区相对大小有一定影响,这些变化为设计出生产氯化钾、硝酸钠的工艺提供了思路。（2）四元同离子体系Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-–H₂O在258.15 K下属于复杂体系,有复盐KCl·Mg Cl₂·6H₂O生成;相图含有2个零变量点,5条单变量溶解度曲线,3个单盐结晶区和1个复盐结晶区,结晶区大小次序为KCl﹥Na Cl·2H₂O﹥KCl·Mg Cl₂·6H₂O﹥Mg Cl₂·8H₂O。四元交互体系Na⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O为简单共饱和型体系,无复盐生成,含有2个零变量点,5条单变量溶解度曲线和4个单盐结晶区,其中Mg Cl₂·8H₂O的结晶区最小,也即溶解度最大;Na NO₃的结晶区最大,在低温下更易从卤水中析出。和298.15 K的相图相比,随着温度的降低,各盐的结晶区大小及结晶形式均发生改变。（3）五元交互体系Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O在258.15 K,Na Cl·2H₂O饱和的条件下,存在复盐KCl·Mg Cl₂·6H₂O。含有4个零变量点,9条单变量曲线,6个两盐结晶区,结晶区的大小按照KCl、KNO₃、Na NO₃、KCl·Mg Cl₂·6H₂O、Mg Cl₂·8H₂O、Mg（NO₃）₂·6H₂O顺序递减。五元体系Na⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-–H₂O是一个简单体系,无复盐形成。相图含有3个共饱点,7条单变量曲线,5个两盐结晶区,结晶区由大到小的顺序为Na₂SO₄·10H₂O、Na NO₃、Mg SO₄·7H₂O、Mg Cl₂·8H₂O、Mg（NO₃）₂·6H₂O。Na₂SO₄·10H₂O和Na NO₃更易于从此类型的卤水中析出。与该体系298.15 K稳定相图相比,钠硝矾和白钠镁矾复盐结晶区消失,相关系得以简化。（4）六元体系Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-–H₂O相图可采用正三棱柱表达无水无氯干盐图;在258.15 K,Na Cl·2H₂O饱和的条件下,相图共有6个零变量点和8个两盐结晶区,其中Na Cl·2H₂O和Na₂SO₄·10H₂O的共晶区最大,在低温时,硫酸钠的溶解度最小,降温过程中最先结晶析出。与298.15 K的相图相比,减少了19个零变量点,复盐的种类由6种减少至1种,因此该体系在258.15 K的相关系更为简单。（5）构建了三元体系Na⁺//Cl^-,SO₄^2-–H₂O、四元同离子体系Na⁺//Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-–H₂O和四元交互体系Na⁺,K⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O的冰点（共晶点）温度-溶液组成图,可以直观表达出冰与单盐、两盐及三盐的共晶点、线与面,此外,还可以反映出不同盐类组成的等水体系的冰点面。针对不同溶液组成构成的等水面冰点,采用扩展UNIQUAC模型进行计算,冰点的计算值与实验值基本一致,模型的适用性良好。（6）具有不同组成特征的含钾硝酸盐的盐湖卤水的降温实验证明,硫酸根含量随着温度的降低而降低,低温下卤水中大部分硫酸根离子以Na SO₄·10H₂O的形式析出,避免了大量的硫酸盐型复盐的生成。降温分离固相后的卤水进行自然蒸发实验,蒸发液相组成变化路径与Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,NO₃^-–H₂O五元体系298.15K相图分析基本吻合。因此对卤水采用冬季天然冷冻,夏季自然蒸发的方式,可以分离出卤水中的十水硫酸钠和氯化钠,浓缩富集后的卤水可进行后续的硝酸盐及钾盐的分离。