含锂、硼水盐体系LiCl-Li2B4O7-H2O不同温度下热力学性质的等压研究

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本论文利用改进的等压设备和实验方法测定了273.15K下纯盐水溶液(离子强度范围分别为LiCl 0.2046~2.5055 mol·kg-1,Li2B4O7 0.1295~0.4431mol·kg-1)和LiCl-Li2B4O7-H2O体系混合盐水溶液(离子强度范围为0.1032~2.5113mol·kg-1)以及298.15K下纯盐水溶液(离子强度范围分别为LiCl 0.1578~4.0594mol·kg-1,Li2B4O7 0.1770~0.4176mol·kg-1)和LiCl-Li2B4O7-H2O体系混合盐水溶液(离子强度范围为0.1618~4.0710mol·kg-1)的等压平衡浓度和水活度。本文计算了不同温度下的渗透系数和饱和蒸汽压,并将纯盐溶液渗透系数的实验值与文献值进行比较,揭示了不同温度下渗透系数和饱和蒸汽压随离子强度及Li2B4O7质量摩尔浓度分数yb的变化规律,并且对不同温度下的渗透系数和饱和蒸汽压随离子强度的变化规律进行比较。本文用Zdanovskii规则修正式和扩展式关联了等压平衡浓度之间的关系,计算结果表明用这两个方程可以描述体系在全浓度范围内的等压平衡浓度间的关系。本文用两种不同的方法对LiCl-Li2B4O7-H2O体系进行Pitzer模型的参数化研究,一种方法以Li2B4O7化学计量形式作为溶液中硼酸盐的存在形式,根据改进的Pitzer模型用多元线性回归法拟合了不同温度下的Pitzer纯盐和混合盐参数,估算了Pitzer方程的计算值和实验值的偏差,说明Pitzer离子相互作用模型能够较好的描述273.15K和298.15K下LiCl-Li2B4O7-H2O体系的热力学性质。同时本文还以另外一种方法考虑硼酸盐在溶液中存在不同的硼氧配阴离子,用多元线性回归和迭代法拟合了Pitzer模型的一套参数,对实验数据进行参数化研究,并对两种方法进行了比较和讨论。本文用以化学计量形式计算获得的Pitzer离子相互作用参数,计算了不同温度下LiCl和Li2B4O7在LiCl-Li2B4O7-H2O体系中的平均活度系数,揭示了LiCl和Li2B4O7的平均活度系数随离子强度及不同yb值的变化规律。本文提供了非常缺乏的LiCl-Li2B4O7-H2O体系在273.15K和298.15K下的热力学基础数据。对完善含锂、硼盐湖卤水体系的热力学模型和盐湖资源的综合开发利用具有重要的意义。
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