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为了从盐湖卤水中(主要组成是Li+,Na+,K+,Mg2+,Cl–,SO42–,B4O72–,H2O)有效地分离提取有用资源,等温蒸发结晶分离是一种操作简单而又经济的技术工艺,而该技术工艺的理论基础是相关多组分体系多温下的热力学平衡和非平衡溶解度相图。利用察尔汗盐湖卤水所处的丰富的自然气候条件,如低湿度和丰富的太阳能,在自然界盐田四级滩晒后,大部分的硫混盐型复杂盐湖体系可简并为Li+,Mg2+//Cl–,SO42––H2O这个简单体系,此时浓缩后的盐湖卤水中Mg:Li重量比减少到大致为20,如果在蒸发过程中锂盐以Li2SO4·H2O(s)的形式随着Mg SO4·n H2O(s)析出,那么锂盐的损失将大幅增大。据盐湖科技工作者介绍得知在实际盐田滩晒过程中锂的损失率可能高达50%。为了理解其损失机理和开发新的蒸发工艺路线以避免锂的损失,科研工作者对四元交互体系的相图一直有着浓厚的兴趣。然而,目前科研工作者已获得的有关该四元体系及其三元子体系的溶解度数据之间严重不一致,导致新工艺的开发缺乏重要的基础相图支撑。为了获得该核心体系可靠的溶解度数据,本文对以往的实验设备、实验过程和分析方法进行了改进,并在此改进的基础上采用等温溶解平衡法测定了复杂三元子体系Mg2+//Cl–,SO42––H2O在298.15 K,323.15 K和348.15 K下的相图,同时还测定了四元交互体系Li+,Mg2+//Cl–,SO42––H2O 298.15 K下的完整相图,此外选用Pitzer–Simonson–Clegg(PSC)模型模拟预测了上述四元体系及其子体系多温下的溶解度数据。主要研究内容和结果如下:(1)在298.15 K下,三元体系Mg Cl2–Mg SO4–H2O中共获得了Mg SO4·n H2O(s)(n=7,6,5,4,1)和Mg Cl2·6H2O(s)六个平衡相区,其中Mg SO4·H2O(s)相区的等温线遮盖了Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)两个相区的等温线,这说明该体系中Mg SO4·n H2O(s)(n=7,6,1)和Mg Cl2·6H2O(s)是稳态相区,而Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)是介稳相区;同时用直接配点法和Mg SO4·H2O(s)相区。2O(s)是稳态相区的结论。算结果相吻合。,而其他相区是稳态相区。K下的等水线,该等水线有利于指导自然界中盐田蒸发结晶路线和析盐顺序。探究平衡时间两种方法肯定了该三元体系298.15 K下存在(2)在323.15 K下,三元体系Mg Cl2–Mg SO4–H2O中共获得了Mg SO4·n H2O(s)(n=6,5,4,1)和Mg Cl2·6H2O(s)五个平衡相区,其中Mg SO4·H2O(s)相区的等温线遮盖了Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)两个相区的等温线,这说明该体系中Mg SO4·n H2O(s)(n=6,1)和Mg Cl2·6H2O(s)是稳态相区,而Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)是介稳相区;本文的研究结果否认了Balarew等[30]认为的该体系323.15 K下Mg SO4·4H(3)在348.15 K下,三元体系Mg Cl2–Mg SO4–H2O中共获得了Mg SO4·n H2O(s)(n=6,4,1)和Mg Cl2·6H2O(s)四个平衡相区,其中Mg SO4·H2O(s)相区的等温线遮盖了Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·6H2O(s)两个相区的等温线,这说明该体系348.15 K下只存在Mg SO4·H2O(s)和Mg Cl2·6H2O(s)两个稳态相区,而Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·6H2O(s)是介稳相区;本文测定的Mg SO4·H2O(s)相区比Balarew等[30]测定的相区较大一些,但与Voigt等[30,31]的计(4)在298.15 K下,四元交互体系Li+,Mg2+//Cl–,SO42––H2O中共得到Mg SO4·n H2O(s)(n=7,6,5,4,1),Mg Cl2·6H2O(s),Li2SO4·H2O(s),Li Cl·Mg Cl2·7H2O(s)和Li Cl·H2O(s)九个平衡相区,十六条溶解度共饱和线,且该四元体系中首次发现存在Mg SO4·H2O(s)和Mg SO4·4H2O(s)两个相区,同时Mg SO4·H2O(s)相区完全遮盖了Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)两个相区,如同三元体系Mg Cl2–Mg SO4–H2O298.15 K下的测定结果,因此认为该四元体系中出现的Mg SO4·4H2O(s)和Mg SO4·5H2O(s)是介稳相区(5)选用PSC模型模拟了各二元和三元子体系的热力学性质,并预测了四元交互体系在298.15 K、323.15 K和348.15 K下的相图,发现在298.15 K下的预测结果和本文测定的实验结果很吻合,进一步肯定了实验测定结果的准确性,模型参数的可靠性以及模型良好的预测能力,此外本文还预测了四元体系298.15