四元体系Li+，Mg2+//SO42-，B4O72--H2O及其三元子体系在323.15K时相平衡研究

论文摘要

本文采用等温溶解法分别研究了四元体系Li+, Mg2+//SO42-, B4O72--H2O及其三元子体系Li2SO4-MgSO4-H2O在323.15K时的稳定相平衡，测定了上述体系液相中各组分的平衡溶解度及主要的物化性质。根据实验数据，绘制了三元体系相图和四元体系干盐图、水图。同时绘制了各体系的物化性质-组成图。三元体系Li2SO4-MgSO4-H2O在323.15K时的平衡相图中，有1个三元无变度点、2条平衡溶解度单变度曲线、2个单盐结晶区，分别为MgSO4·6H2O、Li2SO4·H2O，属三元体系水合物I型。对比三元体系Li2SO4-MgSO4-H2O323.15K时介稳相图，二者在固相的数量和形式上相一致，但MgSO4结晶区面积明显变大，Li2SO4·H2O结晶区面积无明显变化。平衡溶液的物化性质随着溶液中MgSO4浓度的变化呈现有规律的变化，且在共饱点处出现奇异点；应用密度经验公式计算了平衡溶液的密度，结果表明实验值与理论计算值相吻合。四元体系Li+, Mg2+//SO42-, B4O72--H2O在323.15K平衡相图中，有2个无变度点、5条平衡溶解度单变度曲线和4个单盐结晶区，分别为MgSO4·6H2O、Li2SO4·H2O、Li2B4O7·3H2O和MgB4O7·9H2O结晶区。对比四元体系Li+, Mg2+//SO42-, B4O72--H2O298.15K时稳定相图，Li2B4O7·3H2O结晶区面积缩小，而Li2SO4·H2O的结晶区面积扩大；与298.15K该体系稳定相图对比，MgSO4·7H2O结晶区消失，出现了MgSO4·6H2O相区。根据物化性质—组成图，平衡溶液物化性质随着溶液浓度的变化呈现有规律的变化。应用密度经验公式计算了稳定平衡溶液的密度，计算值与实验值吻合较好。运用Pitzer电解质溶液理论及其扩展HW公式，采用Fortran语言编程，理论计算了四元体系Li+, Mg2+//SO42-, B4O72--H2O在323.15K时稳定平衡溶解度，计算结果与实验值吻合较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 立题依据
• 1.2 硼资源开发现状
• 1.3 含硼体系的相平衡研究现状
• 1.3.1 含硼体系的稳定相平衡研究
• 1.3.2 含硼体系的介稳相平衡研究
• 1.4 电解质溶液理论概述
• 1.4.1 电解质溶液理论进展
• 1.4.2 Pitzer 电解质溶液理论模型
• 1.4.3 Pitzer 电解质溶液理论的应用
• 1.5 本体系的研究现状
• 1.6 课题来源
• 1.7 主要研究内容
• 1.8 本论文创新点
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂
• 2.1.1 重结晶试剂
• 4O7·9H₂O 的合成'>2.1.2 MgB₄O7·9H₂O 的合成
• 2.2 实验仪器与装置
• 2.3 实验研究方法
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 液相组成化学分析
• 2.3.3 固相鉴定
• 2.3.4 平衡溶液物化性质测定方法
• 2SO₄- MgSO₄- H₂O 在 323.15 K 的相平衡研究'>第3章 三元体系 Li₂SO₄- MgSO₄- H₂O 在 323.15 K 的相平衡研究
• 2SO₄- MgSO₄- H₂O 体系研究现状'>3.1 Li₂SO₄- MgSO₄- H₂O 体系研究现状
• 2SO₄- MgSO₄- H₂O 体系 323.15 K 时相平衡研究'>3.2 Li₂SO₄- MgSO₄- H₂O 体系 323.15 K 时相平衡研究
• 3.2.1 三元体系稳定溶解度实验研究结果
• 3.2.2 三元体系稳定平衡溶液物化性质实验研究结果
• 3.2.3 该三元体系在 323.15 K 时稳定相平衡与介稳相平衡的比较
• 3.2.4 密度的计算
• 3.3 本章小结
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 在 323.15 K 时稳定相平衡实验研究'>第4章 四元体系Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 在 323.15 K 时稳定相平衡实验研究
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 体系研究现状'>4.1 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 体系研究现状
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 323.15 K 稳定相平衡研究'>4.2 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 323.15 K 稳定相平衡研究
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 稳定平衡溶解度实验研究结果'>4.2.1 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 稳定平衡溶解度实验研究结果
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 溶液物化性质实验研究结果'>4.2.2 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 溶液物化性质实验研究结果
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 稳定平衡溶液密度的计算'>4.2.3 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 稳定平衡溶液密度的计算
• 4.2.4 该四元体系在 323.15 K 与 298.15 K 时稳定相平衡的比较
• 4.3 本章小结
• 第5章 Pitzer 电解质溶液理论的应用
• 5.1 Pitzer 方程简介
• 5.2 溶解度的理论计算
• +, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 理论溶解度预测研究概况'>5.2.1 四元体系 Li⁺, Mg²⁺// SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O 理论溶解度预测研究概况
• 5.2.2 Pitzer 参数的拟合
• 5.2.3 溶解平衡常数的计算
• 5.2.4 溶解度的理论计算
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得学术成果
• 附录 A 盐类矿物名称及其缩写代码表
• 附录 B 章氏硼镁石 X-RAY 粉晶衍射图和 T-G 分析图
• 附录 C 共饱点及单变度曲线点固相 X-RAY 粉晶衍射图