五元体系Li+，Na+，Mg2+//Cl-，B4O72-H2O及其部分相关子体系273K相平衡研究

摘要

青藏高原盐湖众多，其中含有丰富的矿产资源，合理的开发利用这些资源不仅可以解决中国当前所面临的资源短缺问题，还对社会经济的发展有着显著的推动作用，水盐体系相平衡的研究为开发利用盐湖资源具有现实的指导意义，因此本论文针对青藏高原盐湖卤水资源的特征，开展了相应的相平衡研究。本文对五元体系Li+，Na+，Mg2+//Cl-，B4O72--H2O及其部分相关子体系273K相平衡关系进行了探究。实验中采用等温蒸发法研究了三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O和K2B4O7-MgB4O7-H2O的介稳相平衡关系。采用等温溶解法开展了对三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O，四元体系LiCl-NaCl-MgCl2-H2O、LiCl-KCl-MgCl2-H2O、Li2B4O7-Na2B4O7-MgB4O7-H2O、NaCl-Na2B4O7-MgCl2-MgB4O7-H2O，五元体系Li+，Na+，Mg2+//Cl-，B4O72--H2O的稳定相关系研究。
　　通过对三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O的稳定和介稳相关系的研究，分别绘制了相图和密度图，其相图由两条单变量曲线，两个固相结晶区和一个共饱点组成，稳定与介稳状态下的结晶区均是Na2B4O7·10H2O和MgB4O7·9H2O，且该体系的介稳现象较为明显，Na2B4O7对MgB4O7有比较明显的盐析作用。对K2B4O7-MgB4O7-H2O介稳相平衡进行了研究，测定了溶解度、密度，利用实验数据绘制了相图、密度图，其相图由一个共饱点，两条单变量曲线和两个结晶区构成，结晶区分别为K2B4O7·4H2O和MgB4O7·9H2O。
　　对四元体系Li2B4O7-Na2B4O7-MgB4O7-H2O的相平衡研究发现该体系属于简单共饱型，等温相图由一个共饱点，三条单变量曲线和三个结晶区构成;共饱点平衡固相为Li2B4O7·3H2O+Na2B4O7·10H2O+MgB4O7·9H2O，结晶区分别为Li2B4O7·3H2O、Na2B4O7·10H2O和MgB4O7·9H2O，其中MgB4O7·9H2O结晶相区最大，最后利用X-ray粉晶衍射仪对共饱点处的平衡固相进行测定。在四元体系LiCl-NaCl-MgCl2-H2O中有复盐LiCl·MgCl2·7H2O形成，通过实验数据及对应的平衡固相绘制了该体系的等温相图、水图以及密度组成图;其相图由两个共饱点，五条单变量曲线及四个结晶区组成;两个共饱点处对应平衡固相分别为NaCl+LiCl·2H2O+LiCl·MgCl2·7H2O和NaCl+LiCl·MgCl2·7H2O+MgCl2·6H2O，结晶区分别为NaCl、LiCl·2H2O、MgCl2·6H2O以及复盐LiCl·MgCl2·7H2O，其中复盐LiCl·MgCl2·7H2O的结晶区最小，NaCl的结晶区最大。对四元体系LiCl-KCl-MgCl2-H2O的研究表明，在该体系中有两种复盐KCl·MgCl2·6H2O和LiCl·MgCl2·7H2O形成，其等温相图由三个共饱点，七条单变量曲线及五个结晶区组成，三个共饱点平衡固相分别为KCl+LiCl·2H2O+KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·6H2O+KCl·MgCl2·6H2O+LiCl·MgCl2·7H2O以及KCl·MgCl2·6H2O+LiCl·MgCl2·7H2O+LiCl·2H2O，五个结晶区分别为LiCl·2H2O、MgCl2·6H2O、KCl、KCl·MgCl2·6H2O、和LiCl·MgCl2·7H2O，其中KCl结晶相区最大，最易结晶析出。四元体系NaCl-Na2B4O7-MgCl2-MgB4O7-H2O属于简单共饱和型，其相图由两个共饱点，五条单变量曲线，四个结晶区构成;其共饱点处的平衡固分别为NaCl+MgCl2·6H2O+MgB4O7·9H2O和MgCl2·6H2O+Na2B4O7·10H2O+NaCl，结晶区分别为NaCl、MgCl2·6H2O、MgB4O7gH2O和Na2B4O7·10H2O，其中MgB4O7·9H2O的结晶区最大，而MgCl2·6H2O的结晶区最小，因此MgB4O7·9H2O最容易从溶液中得到分离。
　　在对五元体系Li+，Na+，Mg2+//Cl-，B4O72--H2O的相平衡探究过程中，以NaCl饱和的情况下绘制了该体系的干基图、钠图、水图以及密度图，该体系中有一个复盐LiCl·MgCl2·7H2O形成，此体系的的干基图由四个共饱点、九条单变量曲线、六个结晶区组成，其结晶区分别为单盐Li2B4O7·3H2O、Na2B4O7·10H2O、MgB4O7·9H2O、LiCl·2H2O、MgCl2·6H2O以及复盐LiCl·MgCl2·7H2O，其结晶区中Na2B4O7·10H2O的相区最大。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 立题依据

1．2 国内外水盐体系相图研究现状

1．3 相关体系的研究现状

1．3．1 含锂体系研究现状

1．3．2 含钾体系研究现状

1．3．3 含镁体系研究现状

1．3．4 含硼体系研究现状

1．4 项目来源

1．5 实验研究内容

第2章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器与设备

2．3 实验方法

2．4 分析方法

2．5 章氏硼镁石的制备

第3章 273K条件下三元子体系相平衡研究

3．1 273K条件下三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O稳定相平衡研究

3．2 273K条件下三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O介稳相平衡研究

3．3 273K条件下三元体系Na2B4O7-MgB4O7-H2O介稳相平衡研究

3．4 小结

第4章 273K条件下四元子体系相平衡研究

4．1 273K条件下四元体系Li2B4O7-Na2B4O7-MgB4O7-H2O相平衡研究

4．2 273K条件下四元体系LiCl-NaCl-MgCl2-H2O相平衡研究

4．3 273K条件下四元体系LiCl-KCl-MgCl2-H2O相平衡研究

4．4 273K条件下四元体系NaCl-Na2B4O7-MgCl2-MgB4O7-H2O相平衡研究

4．5 小结

第5章 273K条件下五元体系Li+，Na+，Mg2+／／Cl-，B4O72-H2O相平衡研究

5．1 实验结果与讨论

5．2 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果