五元体系Na+,Rb+,Cs+,Mg2+//Cl——H2O及其部分子体系298.2K、323.2K介稳相平衡研究

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罗家坪构造卤水富含Rb+、Cs+、Mg2+等多种有益组分,具有很高的开发价值。为实现卤水中有益元素的提取分离,本文针对罗家坪构造卤水的组成特点,采用等温蒸发法研究了五元体系Na+,Rb+,Cs+,Mg2+//Cl--H2O298.2K、323.2K,四元体系Na+,Cs+,Mg2+//Cl--H2O298.2K,四元体系Na+,Rb+,Mg2+//Cl--H2O298.2K、323.2K的介稳相平衡。测定了这3个体系对应温度下平衡液相的溶解度、密度、折光率,采用X-ray粉晶衍射法确定固相组成。根据实验数据,绘制了相应的立体相图、平面投影相图、水图、密度-组成图、折光率-组成图。  为确保数据的可靠性,开展了离子浓度分析数据的不确定度分析。在95%的置信水平下,各离子浓度的置信区间分别为:C(Cl-)=2.1117±0.0178mol/L,C(Na+)=0.2650±0.0043mol/L,C(Rb+)=1.5712±0.0236mol/L,C(Cs+)=0.9294±0.0162mol/L,C(Mg2+)=0.6899±0.0064mol/L。  四元体系Na+,Rb+,Mg2+//Cl--H2O为复杂体系,在298.2K、323.2K下均有铷光卤石RbCl·MgCl2·6H2O形成,其介稳相图均包含2个相称共饱点、5条单变量曲线和4个析盐相区。在研究温度范围内,RbCl析出相区随温度的增加而减小,说明在钠、铷、镁的氯化物盐共存时,降低温度有利于RbCl的析出。  四元体系Na+,Cs+,Mg2+//Cl--H2O在298.2K时有2个相称共饱点、5条单变量曲线和4个析盐相区,有铯光卤石CsCl·MgCl2·6H2O生成,属于复杂四元体系。对比该体系323.2K的相图,发现在298.2K-323.2K范围内,该体系的共饱点、析盐相区、单变量曲线的数量和类型不随温度的改变而发生变化,但析盐相区大小受温度影响。CsCl析出相区随着温度的增加而减小,说明可以通过改变温度使CsCl从共存盐溶液中析出。  五元体系Na+,Rb+,Cs+,Mg2+//Cl--H2O在298.2K、323.2K的空间立体相图均包含4个共饱点、13条单变量曲线和7个析盐相区,都有(Rb,Cs)Cl、RbCl·MgCl2·6H2O、CsCl·MgCl2·6H2O形成,属于复杂五元体系。在298.2K-323.2K范围内,CsCl、RbCl·MgCl2·6H2O、(Rb,Cs)Cl析出相区随温度的增加而增大,说明在钠、铷、铯、镁的氯化物盐共存时,升温有利于CsCl、RbCl·MgCl2·6H2O、(Rb,Cs)Cl的形成。
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