Mg2+，NH4+/Cl-，SO42--H2O与NaCl-MgCl2-NH4Cl-H2O体系相平衡的研究

摘要

我国青海察尔汗盐湖钾资源丰富，目前利用该资源主要制取氯化钾和氯化钠，在氯化钾生产过程中副产出大量的氯化镁没有充分利用。本文针对于盐湖镁资源回收利用，提出以硫酸铵与氯化镁复分解反应制备镁氮复肥和氯化铵，以及以氯化铵和氯化镁制备氨光卤石的两种新工艺设想，以实现盐湖镁资源中氯化镁和氯化钠的高效利用。
　　采用等温法测定了25℃和0℃时Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元体系相平衡数据，并绘制相应相图，分析了各结晶区和共饱点。Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O低温及常温相图中，MgSO4·(NH4)2SO4·6H2O的结晶区最大，NH4Cl的结晶区次之，说明硫酸铵与氯化镁复分解反应很容易制得复盐 MgSO4·(NH4)2SO4·6H2O，分离MgSO4·(NH4)2SO4·6H2O复盐之后的母液易结晶析出NH4Cl。依据0℃和25℃时Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元体系相图分析计算，设计了氯化镁和硫酸铵为原料制备无氯镁肥MgSO4·(NH4)2SO4·6H2O的新工艺，并确定了适宜工艺条件。测定了25℃和0℃时NaCl-MgCl2-NH4Cl-H2O四元体系的相平衡数据，并绘制相图分析了各结晶区和共饱点，得出三元体系NaCl-MgCl2-H2O中加入NH4Cl后，氯化铵可与氯化镁形成铵光卤石且该复盐结晶区较大，基于此，对含氯化镁和氯化钠混合物的分离，可采用加入氯化铵先制备铵光卤石后分离氯化钠的方法，实现了氯化钠与氯化镁的分离。
　　应用Pitzer电解质溶液理论热力学模型，结合文献所查相关三元子体系的溶解度数据，根据相平衡时相同固相活度相等的原理，回归计算了上述四元体系溶解度计算所需的Pitzer参数，并利用1stopt数据优化分析软件，计算了25℃和0℃时Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元体系和NaCl-MgCl2-NH4Cl-H2O四元体系的溶解度，结果表明计算值与实验值吻合良好。

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符号说明

第一章 绪论

1.1含钾盐湖资源开发利用

1.2 水盐体系相平衡及相图

1.3 本课题的研究意义和内容

第二章 实验部分

2.1 实验所用仪器和试剂

2.2 分析方法

2.3 实验装置及相平衡数据的测定方法

第三章 Mg2+,NH4+//SO42-,Cl--H2O体系相平衡测定及其应用

3.1 25℃时Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元体系相平衡的测定

3.2 0℃时Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元体系相平衡的测定

3.3小结

第四章 Na+,Mg2+,NH4+//Cl--H2O体系相平衡的实验结果及其应用

4.1 25℃时Na+,Mg2+,NH4+//Cl--H2O四元体系相平衡的测定

4.2 0℃时Na+,Mg2+,NH4+//Cl--H2O四元体系相平衡的测定

4.3小结

第五章 各个四元体系体系相平衡计算

5.1 Pitzer电解质溶液理论的普遍方程

5.2 25℃和0℃时Mg2+,NH4+//SO42-,Cl--H2O体系溶解度计算

5.3 25℃与0℃Na+,Mg2+,NH4+//Cl--H2O体系溶解度计算

5.4小结

第六章 结论

参考文献

附录A

附录B

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢