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柴达木盆地盐湖卤水资源丰富,蕴藏Li+,Na+,K+,Cs+,Mg2+等碱(土)金属组分,具有极高的科学研究价值和经济开发价值。此类卤水各组成离子间相互作用复杂,可能形成多种复盐或固溶体。鉴于此,本文针对柴达木盆地盐湖卤水组成特征,采用等温溶解法开展了五元体系Na+,K+,Cs+,Mg2+//SO42--H2O及其部分子体系298.2 K、323.2 K稳定相平衡研究,获得了研究体系中各物质的溶解度及平衡液相的密度和折光率,绘制了相应的稳定相图、多温对比图和物化性质-组成图。三元体系Na+,Cs+//SO42--H2O在298.2 K和323.2 K时均无复盐或固溶体产生。硫酸钠的结晶形式受温度影响较大,因此,该三元体系298.2 K、323.2 K稳定相图存在较大差异。298.2 K稳定相图中有水合盐Na2SO4·10H2O和无水盐Na2SO4的溶解度曲线,属于水合物II型;323.2 K时,硫酸钠只以无水盐Na2SO4结晶析出,其稳定相图由1个共饱点、2条溶解度曲线和2个结晶区(单盐Na2SO4和Cs2SO4)构成,属于简单共饱型。三元体系K+,Cs+//SO42--H2O属于复杂三元体系,在298.2 K、323.2 K时均有固溶体[(K,Cs)2SO4]产生。298.2 K、323.2 K稳定相图构型相似,均包含2个三元共饱点、3条单变量曲线、2个单盐相区和1个固溶体相区;在298.2 K、323.2 K稳定相图中,固溶体[(K,Cs)2SO4]均占有最大的相区面积,说明在硫酸盐型卤水中钾、铯容易形成固溶体;且随研究温度升高,固溶体[(K,Cs)2SO4]相区面积有增大趋势。四元体系Na+,K+,Cs+//SO42--H2O 298.2 K、323.2 K时有固溶体[(K,Cs)2SO4]和复盐Na2SO4·3K2SO4产生,属于复杂四元体系。随着研究温度升高,硫酸钠结晶形式发生变化,由Na2SO4·10H2O失水变为Na2SO4;对比298.2 K、323.2 K稳定相图发现,随温度升高,该四元体系中复盐和固溶体的结晶形式不变,但对应的共饱点、单变量曲线和结晶相区数量均减少。四元体系Na+,K+,Mg2+//SO42--H2O在298.2 K、323.2 K时钠钾、钠镁和钾镁的硫酸盐间相互形成了复盐,属于复杂体系。对比该体系多温相图,发现298.2 K、323.2 K稳定相图构型一致,均由4个四元共饱点、9条单变量曲线和6个结晶相区构成;随温度升高,体系中水合盐的结晶形式发生改变,单盐Na2SO4·10H2O、MgSO4·7H2O和钾镁复盐K2SO4·MgSO4·6H2O失去部分结晶水分别转变为Na2SO4、MgSO4·6H2O和K2SO4·MgSO4·4H2O;而钠镁复盐Na2SO4·MgSO4·4H2O、钠钾复盐Na2SO4·3K2SO4比较稳定,其结晶形式未受温度影响,但对应的相区面积随温度升高明显增大,表明升高温度有利于形成复盐Na2SO4·MgSO4·4H2O和Na2SO4·3K2SO4。四元体系Na+,Cs+,Mg2+//SO42--H2O 323.2 K时有复盐Na2SO4·MgSO4·4H2O和Cs2SO4·MgSO4·6H2O产生,属于复杂四元体系,其稳定相图包含3个四元共饱点、7条单变量曲线和5个析出相区;单盐Cs2SO4溶解度最大,对应相区面积最小;复盐Cs2SO4·MgSO4·6H2O相区面积最大,最容易从混合溶液中达到饱和结晶析出;对比298.2 K、323.2 K稳定相图发现,受Na2SO4结晶形式的影响,该体系的共饱点、析盐相区和单变量曲线均发生相应改变。五元体系Na+,K+,Cs+,Mg2+//SO42--H2O中有4种复盐和1种固溶体产生,属于复杂五元体系;通过对比多温研究发现,该五元体系中形成的钠镁复盐Na2SO4·MgSO4·4H2O、钠钾复盐Na2SO4·3K2SO4、铯镁复盐Cs2SO4·MgSO4·6H2O和固溶体[(K,Cs)2SO4]比较稳定,其结晶形式不随温度升高发生改变;当体系温度由298.2 K升高至323.2 K时,钾镁复盐、硫酸镁和硫酸钠结晶形式均发生了改变,其中,K2SO4·MgSO4·6H2O、MgSO4·7H2O和Na2SO4·10H2O失水分别变为K2SO4·MgSO4·4H2O、MgSO4·6H2O和Na2SO4。在研究体系范围内,涉及K2SO4和Cs2SO4的三元、四元和五元体系,均有固溶体[(K,Cs)2SO4]产生,且固溶体[(K,Cs)2SO4]相区面积较大,表明在钾、铯共存的硫酸盐型水盐体系中,钾、铯容易作用形成固溶体[(K,Cs)2SO4]。