硫酸盐结晶介稳区性质及相平衡

发布时间：2017-09-29 18:31

  本文关键词：硫酸盐结晶介稳区性质及相平衡

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【摘要】：本文采用浊度法对硫酸钠、硫酸镁溶液的降温结晶过程进行了研究,测定了这两种物质的溶解度和超溶解度;研究了不同浓度的Na Cl、Mg Cl2、KCl、Mg_2SO_4、K_2SO_4、Na NO3、Mg(NO3)2和KNO3对十水硫酸钠的溶解度和超溶解度影响;采用等温溶解平衡法研究了273.15K下四元体系Li~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O的相平衡关系,测定了该体系各盐的溶解度及溶液密度,并绘制相图;研究了加入不同浓度的Mg Cl2、Li Cl和Li_2SO_4,七水硫酸镁的溶解度和超溶解度的变化,得到了十水硫酸钠、七水硫酸镁的成核动力学方程、表观成核级数。本论文还针对企业实际生产卤水样品进行了降温结晶脱除硫酸盐的实验。研究结果表明:十水硫酸钠结晶过程中存在介稳区域。溶液中的氯化钠、硝酸钾、氯化镁浓度越高,十水硫酸钠的介稳区宽度越大;硝酸钠、硫酸钾、氯化钾浓度越高,十水硫酸钠的介稳区宽度越小。硫酸镁和硝酸镁对十水硫酸钠的介稳结晶区影响特殊:溶液中硫酸镁浓度为5%时,硫酸钠介稳区宽度增加,15%时,介稳区宽度变小;溶液中硝酸镁的浓度为1%时,介稳区宽度减小,5%时,介稳区宽度增大。溶液中加入Mg Cl2、KNO3、Mg(NO3)2时,十水硫酸钠的成核级数都随着加入物质的浓度增大而增大,但是加入Na Cl、Na NO3、Mg SO4、K_2SO_4、KCl时,十水硫酸钠成核级数都随着加入的物质的浓度增大而减小。273.15K下四元体系Li~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O的相图中,有五个单盐结晶区:Li_2SO_4·H_2O、Mg SO4·7H_2O、Li Cl·2H_2O、Mg Cl2·6H_2O、Li Cl·Mg Cl2·7H_2O;7条单变量线:Li_2SO_4·H_2O+Mg SO4·7H_2O、Li_2SO_4·H_2O+Li Cl·2H_2O、Li_2SO_4·H_2O+Li Cl·Mg Cl2·7H_2O、Mg SO4·7H_2O+Mg Cl2·6H_2O、Mg SO4·7H_2O+Li Cl·Mg Cl2·7H_2O、Li Cl·2H_2O+Li Cl·Mg Cl2·7H_2O、Mg Cl2·6H_2O+Li Cl·Mg Cl2·7H_2O;三个共饱点,分别对应:Li Cl·2H_2O+Li_2SO_4·H_2O+Li Cl·Mg Cl2·7H_2O;Li Cl·Mg Cl2·7H_2O+Li_2SO_4·H_2O+Mg Cl2·6H_2O;Li_2SO_4·H_2O+Mg Cl2·6H_2O+Mg SO4·7H_2O。七水硫酸镁的结晶过程中存在介稳区域。随着溶液中Mg Cl2浓度增加,七水硫酸镁的结晶温度和溶解温度均增加;介稳区宽度变小。随着硫酸锂、氯化锂的增加,七水硫酸镁的结晶温度和溶解温度均增加;介稳区宽度都增加,但加入1%的Li_2SO_4、Li Cl均比加入5%的介稳区宽度大。对于组成范围为硫酸钠60~70g/L、氯化钠220~260 g/L、硝酸钠80~230 g/L的卤水,在降温过程中,-5℃时,液相中的硫酸钠含量均在11g/L左右;-10℃时,均在6g/L左右。
【关键词】：硫酸盐 介稳 结晶 相平衡
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ125.14
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 1 文献综述9-18
• 1.1 前言9-10
• 1.2 溶液结晶动力学基础理论10-13
• 1.2.1 晶核的形成10-12
• 1.2.2 晶体生长机理12-13
• 1.3 介稳区13-15
• 1.3.1 介稳区简介13-14
• 1.3.2 介稳区测定方法14-15
• 1.4 国内外研究进展15-16
• 1.4.1 国外研究进展15
• 1.4.2 国内研究进展15-16
• 1.5 本论文的研究内容及意义16-17
• 1.6 项目来源17-18
• 2 硫酸钠介稳区性质研究18-39
• 2.1 实验试剂、仪器及实验装置18-20
• 2.2 实验操作20-23
• 2.2.1 实验原理20-21
• 2.2.2 介稳区的测定方法21-22
• 2.2.3 实验的可靠性检测22-23
• 2.3 硫酸钠结晶介稳区及其他盐类的影响研究23-36
• 2.3.1 硫酸钠结晶介稳区24-25
• 2.3.2 不同盐类对硫酸钠结晶介稳区的影响25-36
• 2.4 硫酸钠表观成核级数讨论36-38
• 2.5 小结38-39
• 3 硫酸镁的介稳区性质研究39-55
• 3.1 273.15K下四元体系Li~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O的相平衡39-46
• 3.1.1 实验部分39-41
• 3.1.2 实验数据41-42
• 3.1.3 相图的绘制42-45
• 3.1.4 结论45-46
• 3.2 硫酸镁的介稳区研究46-53
• 3.2.1 试验方法46-47
• 3.2.2 实验试剂、仪器及实验装置47
• 3.2.3 讨论47-53
• 3.2.4 硫酸镁的成核级数讨论53
• 3.3 小结53-55
• 4 硝石钾肥公司样低温试验55-62
• 4.1 实验试剂、仪器及实验装置55-56
• 4.2 实验方法56
• 4.3 化学分析方法56
• 4.4 试验结果与讨论56-58
• 4.4.1 试验数据56-58
• 4.4.2 结论58
• 4.5 样品介稳实验58-61
• 4.5.1 方法58-59
• 4.5.2 实验数据59-60
• 4.5.3 讨论60
• 4.5.4 硫酸钠的成核级数讨论60-61
• 4.6 小结61-62
• 5 结论62-64
• 参考文献64-69
• 在读期间发表的学术论文69-70
• 致谢70-72

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本文编号：943610