五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl-H2O及相关子体系在373K下的相平衡研究

摘要

本文采用了等温溶解平衡法研究了五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//CI--H2O及其相关的四元、三元子体系在373 K热卤水中的固液相平衡。并根据测定的平衡时盐的溶解度和饱和溶液的密度数据绘制了相关体系的等温相图和密度-组成图。采用X-射线粉晶衍射法和湿固渣法对共饱点处的饱和固体作了固相鉴定。所研究的体系包括九个三元体系:NaCl-PbCl2-H2O、MgCl2-PbCl2-H2O、CaCl2-PbCl2-H2O、 PbCl2-ZnCl2-H2O、 KCl-PbCl2-H2O、 KCl-ZnCl2-H2O、MgCl2-ZnCl2-H2O、CaCl2-ZnCl2-H2O和NaCl-ZnCl2-H2O。四个四元体系:K+，Mg2+,Pb2+//Cl--H2O、K+,Mg2+,Zn2+//Cl--H2O、K+,Pb2+,Zn2+//Cl--H2O和Mg2+,Pb2+，Zn2+//Cl--H2O。一个五元体系:K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O。
　　三元体系NaCl-PbCl2-H2O、 MgCl2-PbCl2-H2O、CaCl2-PbCl2-H2O和PbCl2-ZnCl2-H2O在373 K下的相图为简单共饱和型相图，固相中只有单盐存在，未发现复盐和固溶体的存在。它们的相图均存在着两条溶液边界线，相交于一个共饱点，将其划分为四个区域，即不饱和液相区，两种单盐各自的结晶区和两种盐的共同结晶区域。而三元体系KCl-PbCl2-H2O、KCl-ZnCl2-H2O、MgCl2-ZnCl2-H2O、CaCl2-ZnCl2-H2O和NaCl-ZnCl2-H2O在373 K下的相图为有复盐生成的相图，复盐分别为:KCl·2PbCl2、2KCl·ZnCl2、 MgCl2·ZnCl2·5H2O、CaCl2·ZnCl2·2H2O和NaCl·ZnCl2。这些体系的相图都含有两个共饱点，并被三条溶解度曲线划分为六个区域，它们包括不饱和液相区，两种单盐和一个复盐各自的结晶区以及两种单盐分别和复盐的共同结晶区域。
　　四元体系K+，Mg2+，Pb2+//Cl--H2O在373 K下有三个共饱点，七条单变量等温溶解曲线，五个固相结晶区，分别为KCl、MgCl2·6H2O、KCl·MgCl2·6H2O(Car)、KCl·2PbCl2和PbCl2的结晶区。四元体系K+，Mg2+，Zn2+//Cl--H2O在373 K下有四个共饱点，九条单变量等温溶解曲线，六个固相结晶区，分别为KCl、MgCl2·6H2O、KCl·MgCl2·6H2O(Car)、2KCl·ZnCl2、 MgCl2·ZnCl2·5H2O和ZnCl2的结晶区。四元体系K+，Pb2+，Zn2+//Cl-H2O在373 K下有三个共饱点，七条单变量等温溶解曲线，五个固相结晶区，分别为KCl、PbCl2、 KCl·2PbCl2、2KCl·ZnCl2和ZnCl2的结晶区。四元体系Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O在373 K下有两个共饱点，五条单变量等温溶解曲线，四个固相结晶区，分别为MgCl2·6H2O、PbCl2、MgCl2·ZnCl2·5H2O和ZnCl2的结晶区。
　　五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O（氯化铅饱和）在373 K下的相图比较复杂，其平衡固相中盐的存在形式与其所有四元子体系保持一致，与四元子体系相比，既没有新的复盐生成，也没有新的水合物生成。平衡固相中共有三个复盐，即:KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·ZnCl2·5H2O和KCl·2PbCl2;两个无水单盐，PbCl2和ZnCl2。一个水合单盐MgCl2·6H2O。投影图中有3个共饱点，7条单变量等温溶解曲线，5个结晶区，分别为KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·ZnCl2·5H2O、KCl·2PbCl2、MgCl2·6H2O和ZnCl2的结晶区。其中，KCl·2PbCl2的结晶区最大，六水氯化镁的结晶区最小。五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O（氯化钾饱和）在373 K下的相图较复杂，平衡固相中共有四个复盐，即:KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·ZnCl2·5H2O、2KCl·ZnCl2和KCl·2PbCl2;一个无水单盐，KCl。投影图中有2个共饱点，5条单变量等温溶解曲线，4个结晶区，分别为KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·ZnCl2·5H2O、2KCl·ZnCl2和KCl·2PbCl2的结晶区。KCl·2PbCl2的结晶区最大，KCl·MgCl2·6H2O的结晶区最小。五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O（氯化镁饱和）在373 K下的相图比较复杂，平衡固相中共有两个复盐，即:KCl·MgCl2·6H2O和MgCl2·ZnCl2·5H2O;一个无水单盐，PbCl2;一个水合单盐MgCl2·6H2O。投影图中有1个共饱点，3条单变量等温溶解曲线，3个结晶区，分别为KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·ZnCl2·5H2O和PbCl2的结晶区。其中，氯化铅和钾镁复盐的结晶区都较大，镁锌复盐的结晶区最小。五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+//Cl--H2O（氯化锌饱和）在373 K下的相图比较复杂，平衡固相中共有三个复盐，即:2KCl·ZnCl2、KCl·2PbCl2和MgCl2·ZnCl2·5H2O;两个无水单盐，PbCl2和ZnCl2。投影图中有两个共饱点，五条单变量等温溶解曲线，四个结晶区，分别为2KCl·ZnCl2、 KCl·2PbCl2、 MgCl2·ZnCl2·5H2O和PbCl2的结晶区。其中，PbCl2的结晶区最大，MgCl2·ZnCl2·5H2O的结晶区最小。

目录

声明

摘要

1．1 研究意义

1．2 铅锌矿研究现状

1．2．1 铅锌矿的资源现状

1．2．2 铅锌矿的热液成矿过程

1．2．3 铅锌矿的湿法冶炼过程

1．2．4 含铅锌体系的溶解度研究

1．3 研究内容

1．4 研究经费来源

第2章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验设备与仪器

2．3 相平衡研究方法

2．4 平衡液相组成和固相组成测定方法

第3章 三元体系在373 K下的相平衡研究

3．1 三元体系NaCl-PbCl2-H2O 373 K相平衡

3．2 三元体系PbCl2-ZnCl2-H2O 373 K相平衡

3．3 三元体系CaCl2-PbCl2-H2O 373 K相平衡

3．4 三元体系MgCl2-PbCl2-H2O 373 K相平衡

3．5 三元体系KCl-PbCl2-H2O 373 K相平衡

3．6 三元体系NaCl-ZnCl2-H2O 373 K相平衡

3．7 三元体系KCl-ZnCl2-H2O 373 K相平衡

3．8 三元体系MgCl2-ZnCl2-H2O 373 K相平衡

3．9 三元体系CaCl2-ZnCl2-H2O 373 K相平衡

3．10 本章小结

第4章 四元体系在373 K下的相平衡研究

4．1．1 实验结果

4．1．2 相图的绘制

4．1．3 结果与讨论

4．2 四元体系K+，Mg2+，Zn2+／／Cl--H2O 373 K相平衡

4．2．1 实验结果

4．2．2 相图的绘制

4．2．3 结果分析与讨论

4．3 四元体系K+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O 373 K相平衡

4．3．1 实验结果

4．3．2 相图的绘制

4．3．3 结果分析与讨论

4．4 四元体系Mg2+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O 373 K相平衡

4．4．1 实验结果

4．4．2 相图的绘制

4．4．3 结果分析与讨论

4．5 本章小结

第5章 五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O在373 K下的相平衡研究

5．1．1 实验结果

5．1．2 相图的绘制

5．1．3 结果分析与讨论

5．2．2 相图的绘制

5．2．3 结果分析与讨论

5．3 五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O(KCl饱和)373 K相平衡

5．3．1 实验结果

5．3．2 相图的绘制

5．3．3 结果分析与讨论

5．4 五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O(MgCl2饱和)373 K相平衡

5．4．1 实验结果

5．4．2 相图的绘制

5．4．3 结果分析与讨论

5．5 五元体系K+，Mg2+，Pb2+，Zn2+／／Cl--H2O(ZnCl2饱和)373 K相平衡

5．5．1 实验结果

5．5．2 相图的绘制

5．5．3 结果分析与讨论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果