五元体系Na+,K+,Mg2+,Sr2+//CL-H2O及子体系348K相平衡研究

摘要

川西盆地富锶富钾卤水品质优异，矿化度高，富含钾、镁、钙、锶、硼和卤素等多种有用组分，该液态矿产资源有效开采利用对四川区域经济发展有着十分重要的作用。水盐体系相平衡研究对卤水资源的开发有理论指导意义。本论文针对川西盆地富锶富钾卤水，采用等温溶解平衡法研究了348 K条件下五元体系Na+，K+，Mg2+，Sr2+//Cl--H2O的相平衡以及未见报道的四个三元体系:323 K条件下MgCl2-SrCl2-H2O，348 K条件下MgCl2-SrCl2-H2O，NaCl-SrCl2-H2O和KCl-SrCl2-H2O;三个四元体系:348 K条件下NaCl-KCl-SrCl2-H2O，KCl-MgCl2-SrCl2-H2O和NaCl-MgCl2-SrCl2-H2O进行了研究。测定出上述各体系在相应温度下的稳定相平衡溶解度，平衡液相的密度，鉴定了相对应的平衡固相;依据实验得到的稳定溶解度数据，绘制各体系的稳定相图、水图和密度变化趋势图。对含锶卤水中锶离子浓度的测定方法进行了归纳和总结，对容量滴定法测定含锶卤水中的离子浓度的不确定度进行计算。本文采用容量滴定法和ICP-OES相结合的方法，分析结果真实可靠，重现性好。
　　在323 K和348 K条件下三元体系MgCl2-SrCl2-H2O中，相应的平衡固相分别为:SrCl2·2H2O和MgCl2·6H2O。对照这两个体系在323 K和348 K条件下的相图表明:相图形状类似，体系中均无复盐及固溶体生成，均属于简单共饱和体系，相图中包括1个共饱点，2条单变量曲线和2个单盐结晶区。两种盐的溶解度都随着温度升高而增加，结晶区的盐所带结晶水相同，但结晶区的大小有所不同。这是因为由于同离子效应，MgCl2对于SrCl2有盐析作用。
　　在348 K条件下三元体系NaCl-SrCl2-H2O中，相应固相分别为:NaCl和SrCl2·2H2O。在348 K条件下三元体系KCl-SrCl2-H2O中，相应固相分别为:KCl和SrCl2·2H2O。对照这两个体系在不同温度下的的等温溶解度图表明:相图形状类似，体系中均无复盐及固溶体生成，均属于简单共饱和体系，相图中包括1个共饱点，2条单变量曲线和2个单盐结晶区。结晶区的盐所带结晶水相同，只是结晶区的大小有所不同，同样是因为同离子效应，SrCl2对于NaCl和KCl均有盐析作用。
　　四元体系NaCl-KCl-SrCl2-H2O348 K下的相图中含有1个共饱和点，3条单变量曲线以及3个固相结晶区，分别是NaCl、KCl和SrCl2·2H2O。其中SrCl2·2H2O的结晶区最小，说明在这个四元体系里面的SrCl2有较大的溶解度。这个四元体系是简单共饱体系，没有发现固溶体和复盐。
　　四元体系KCl-MgCl2-SrCl2-H2O在348 K条件下有复盐生成，无固溶体，体系中有两个无变量点，五条单变量曲线和四个结晶区，固相分别为SrCl2·2H2O，KCl，MgCl2·6H2O和KCl·MgCl2·6H2O(Car)。其中MgCl2·6H2O有较小的结晶区，而KCl的结晶区较大，说明该体系中KCl的溶解度最小。
　　四元体系NaCl-MgCl2-SrCl2-H2O在348 K条件下无复盐生成，也无固溶体生成，为简单共饱体系，有一个无变量，3条单变量曲线和3个结晶区SrCl2·2H2O，NaCl和MgCl2·6H2O，其中，NaCl的结晶区比SrCl2·2H2O和MgCl2·6H2O的结晶区大得多，说明NaCl的溶解度较小。
　　五元体系NaCl-KCl-MgCl2-SrCl2-H2O在348 K条件下有复盐生成，无固溶体，体系有两个共饱点，五条单变量曲线和四个结晶区，固相分别为SrCl2·2H2O，KCl，MgCl2·6H2O和KCl·MgCl2·6H2O(Car)。该五元体系的相图与四元体系KCl-MgCl2-SrCl2-H2O在348 K条件下相图的形状和相区的大小基本一致。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 立题依据

1．2 水盐体系研究现状

1．2．1 含钾体系相平衡研究及开发现状

1．2．2 含镁体系相平衡研究及开发现状

1．2．3 含锶体系相平衡研究及开发现状

1．2．4 五元体系Na+，K+，Mg2+，Sr2+／／Clˉ-H2O研究现状

1．2．5 含锶卤水分析方法

1．3 研究内容

1．4 研究经费来源

1．5 预期研究成果

第2章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验设备及仪器

2．3 实验方法

2．4 分析方法

2．5 离子不确定度研究

2．5．1 来源分析

2．5．2 各量值不确定度的计算

2．5．3 结果计算

第3章 三元子体系相平衡研究

3．1 三元体系MgCl2-SrCl2-H2O 323 K时相平衡研究

3．1．1 实验结果与讨论

3．2 三元体系MgCl2-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

3．2．1 实验结果与讨论

3．2．2 三元体系MgCl2-SrCl2-H2O 323 K和348 K相图的对比

3．3 三元体系NaCl-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

3．3．1 实验结果与讨论

3．4 三元体系KCl-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

3．4．1 实验结果与讨论

3．4．2 三元体系NaCl-SrCl2-H2O和KCl-SrCl2-H2O 348 K相图的对比

3．4．3 三元体系NaCl-SrCl2-H2O和KCl-SrCl2-H2O多温相平衡对比分析

第4章 四元子体系相平衡研究

4．1 四元体系NaCl-KCl-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

4．1．1 实验结果与讨论

4．1．2 四元体系NaCl-KCl-SrCl2-H2O 348 K多温相平衡对比分析

4．2 四元体系KCl-MgCl2-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

4．2．1 实验结果与讨论

4．3 四元体系NaCl-MgCl2-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

4．3．1 实验结果与讨论

第5章 五元体系相平衡研究

5．1 五元体系NaCl-KCl-MgCl2-SrCl2-H2O 348 K时相平衡研究

5．1．1 五元体系NaCl-KCl-MgCl2-SrCl2-H2O 348 K时相平衡实验结果与讨论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录