【摘 要】
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川西平落坝蕴藏着珍贵的地下卤水资源,卤水中锂、钾、铷、硼等矿产资源含量极高而且品质优异,但该地下卤水的开发利用尚处于初级阶段,因此,为了使该卤水资源得以充分利用,本文针对其卤水组成,采用等温溶解平衡法对尚未见文献报道的五元体系Li+,K+,Rb+//Cl-,borate-H2O及其两个四元子体系,两个三元子体系348 K下的稳定相平衡进行了研究。测定了上述各体系348 K平衡液相中各组分的溶解度、
【基金项目】
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国家自然基金(No.41173071); 中国地质调查局地质调查项目(No.1212011085523)
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川西平落坝蕴藏着珍贵的地下卤水资源,卤水中锂、钾、铷、硼等矿产资源含量极高而且品质优异,但该地下卤水的开发利用尚处于初级阶段,因此,为了使该卤水资源得以充分利用,本文针对其卤水组成,采用等温溶解平衡法对尚未见文献报道的五元体系Li+,K+,Rb+//Cl-,borate-H2O及其两个四元子体系,两个三元子体系348 K下的稳定相平衡进行了研究。测定了上述各体系348 K平衡液相中各组分的溶解度、密度、折光率及pH值。根据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,分别绘制了三元体系相图及物化性质组成图,四元体系的干盐图、水图、物化性质组成图,绘制了交互五元体系的等温溶解度投影图、水图及物化性质组成图。实验结果表明:三元体系K+//Cl-,borate-H2O在348 K温度下属于简单共饱型,没有发现复盐、固溶体的生成。平衡相图中两个结晶相区对应的平衡固相分别为K2B4O7·4H2O和KCl。对比该体系298 K、323 K、348 K稳定相图可看出:氯化钾、硼酸钾在不同温度下的结晶形式相同;在348 K下氯化钾的结晶区明显增大而硼酸钾的结晶区明显减小;随温度的升高,氯化钾对硼酸钾的盐析作用增强。三元体系K+,Rb+//borate-H2O在348 K下的相图由一个共饱点E点,两条单变量曲线AE、BE及两个单盐结晶区构成。两个结晶相区分别对应盐RbB5O8·4H2O和K2B4O7·4H2O。其中以K2B4O7溶解度大,故其结晶区小。两盐K2B4O7·4H2O和RbB5O8·4H2O间无明显的盐析和盐溶作用,且由于硼酸根的复杂性K、Rb间并未生成固溶体也无复盐的生成。四元体系Li+,K+//Cl-,borate-H2O 348 K属于简单共饱和型,无复盐或固溶体生成。稳定相图有两个零变量点,5条单变量曲线和4个相区组成。4个相区分别为 LiCl·H2O、Li2B4O7·3H2O、K2B4O7·4H2O、KCl 的结晶区。由于 LiCl 与H2O存在极大的相似性,使其有极强的盐析能力和使其他水合物脱水的作用,同时该体系中KCl对K2B4O7有强烈的盐析作用。四元体系K+,Rb+//Cl-,borate-H2O在348 K温度下,有固溶体[(K,Rb)Cl]形成,无复盐形成,其等温溶解度图有5个相区,7条单变量曲线,3个零变量点。五个相区对应的平衡固相分别是:[(K,Rb)Cl]、RbCl、KCl、K2B4O7·4H2O和RbB5O8·4H2O。交互五元体系Li+,K+,Rb+//Cl-,borate-H2O在348 K温度下,有固溶体[(K,Rb)Cl]生成。该五元体系Li2B4O7饱和投影图由3个共饱点,6条单变量曲线和5个结晶区组成。LiCl饱和投影图由2个共饱点,5条单变量曲线和4个结晶相区组成。
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