扎布耶盐湖含锂五元体系273K介稳相图研究及老卤蒸发实验

摘要

本文针对扎布耶盐湖老卤蕴藏和组成特征，采用等温蒸发法完成了未见文献报道的五元交互体系Li+，Na+，K+//Cl-，borate-H2O及2个四元体系Li+，Na+，K+//Cl--H2O、K+//Cl-，CO32-，SO42-H2O273K介稳相关系研究;采用等温蒸发法完成了未见文献报道的扎布耶盐湖老卤273K、288K蒸发实验以及老卤268K冷冻后273K蒸发实验。
　　本研究主要内容包括：⑴四元体系Li+，Na+，K+//Cl--H2O273K下的介稳相平衡为简单共饱和型，无固溶体或复盐生成;其介稳相图由1个四元共饱点、3个结晶相区和3条单变量曲线组成。273K下该四元体系对应的盐类溶解度按LiCl·H2O＞ NaCl＞KCl顺序依次减小。LiCl对NaCl和KCl有强烈盐析作用。⑵四元体系K+//Cl-，CO32-，SO42-H2O273 K下的介稳相平衡为简单共饱和型，无固溶体或复盐生成;其介稳相图由1个四元共饱点、3个结晶相区和3条单变量曲线组成。273K下该四元体系对应的盐类溶解度按K2CO3·3/2H2O＞KCl＞K2SO4顺序依次减小。K2CO3对K2SO4和KCl有强烈盐析作用。⑶交互五元体系Li+，Na+，K+//Cl-，borate-H2O273 K时为简单体系，无复盐或固溶体生成。其空间立体图由3个共饱点、10条单变量曲线和6个结晶区构成。3个共饱点中，共饱点S1为相称共饱点，S2、 S3为不相称共饱点;6个结晶区中，LiCl·H2O结晶区最小，表明其溶解度最大;Li2B4O7·3H2O结晶区最大，表明其溶解度最小。KCl饱和时，盐类溶解度按照Li2B4O7·3H2O＜Na2B4O5(OH)4·8H2O＜K2B4O5(OH)4·2H2O＜NaCl＜LiCl·H2O顺序递增。Li2B4O7饱和时，盐类溶解度按照Na2B4O5(OH)4·8H2O＜KCl＜K2B4O5(OH)4·2H2O＜NaCl＜LiCl·H2O顺序递增。⑷相平衡研究结果表明:硼酸盐均以单盐形式存在，其中Li2B4O7·3H2O、Na2B4O5(OH)4·8H2O结晶相区较大，蒸发时极易析出，可采用蒸发工艺制备;氯化锂和碳酸钾溶解度较大，对应结晶相区较小，不能通过蒸发的方式获取。以上析盐规律对于从盐湖卤水中提取锂盐、钾盐和硼酸盐具有重要意义。⑸扎布耶盐湖老卤273 K等温蒸发过程可分为四个阶段，其析盐顺序为:氯化钠→氯化钾→碳酸锂→泡碱;288 K等温蒸发过程可分为五个阶段，其析盐顺序为:氯化钠→氯化钾→碳酸锂→泡碱→芒硝;268 K冷冻273 K蒸发过程可分为四个阶段，其析盐顺序为:氯化钠→氯化钾→泡碱+芒硝→碳酸锂。⑹老卤蒸发过程中:温度升高，有利于氯化钠、碳酸锂、泡碱的析出。在273K蒸发过程中，蒸失率分别为13.96％、68.15％、83.32％时，氯化钠、碳酸锂、泡碱析出;在288 K蒸发过程中，蒸失率分别为12.65％、60.46％、72.16％时，氯化钠、碳酸锂、泡碱析出。温度降低，氯化钾析出相对提前。在273 K蒸发过程中，蒸失率为20.99％时，氯化钾析出;在288 K蒸发过程中，蒸失率为40.88％时，氯化钾析出。268 K冷冻后，碳酸锂结晶阶段延后，泡碱和芒硝结晶析出提前，蒸失率为65.88％时，泡碱和芒硝析出;蒸失率为82.83％时，碳酸锂析出。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 盐湖卤水资源概况

1．1．1 西藏扎布耶盐湖卤水资源

1．1．2 西藏扎布耶盐湖卤水资源研究现状

1．2 水盐体系相平衡研究现状

1．2．1 含钾体系研究现状

1．2．2 含锂体系研究现状

1．2．3 含硼体系研究现状

1．3 课题来源

1．4 研究的主要内容

第2章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验设备和仪器

2．3 实验方法

2．3．1 介稳相平衡研究方法

2．3．2 老卤等温蒸发实验方法

2．4 分析方法

第3章 四元体系Li+，Na+，K+／／Cl--H2O，K+／／Cl-，CO32-，SO42--H2O 273 K相平衡研究

3．1 实验研究现状

3．2 四元体系Li+，Na+，K+／／Cl--H2O 273 K相平衡研究

3．3 四元体系K+／／Cl-，CO32-，SO42--H2O 273 K相平衡研究

3．4 小结

第4章 五元体系Li+，Na+，K+／／Cl-，borate-H2O273 K相平衡及平衡液相物化性质研究

4．1 实验研究现状

4．2 五元体系Li+，Na+，K+／／Cl-，borate-H2O 273 K相平衡研究

4．3 小结

第5章 扎布耶盐湖老卤等温蒸发实验

5．1 扎布耶盐湖老卤组成分析

5．2 扎布耶盐湖老卤273 K等温蒸发实验

5．3 扎布耶盐湖老卤288 K等温蒸发实验

5．4 扎布耶盐湖老卤268 K冷冻后273 K等温蒸发实验

5．5 小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果