30℃时MgCl2-MgSO4-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O体系液固相平衡的研究

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我国芒硝和白钠镁矾共生矿资源非常丰富，在世界总储量中占有举足轻重的地位，并且质量优良，但其综合利用仍然是一个未能很好解决的技术难题。目前研究工作者们主要针对钠盐的回收利用，未考虑镁盐和钙盐的回收利用，造成镁和钙资源大量浪费，废弃矿渣和废液过程中产生的钙镁泥，造成环境污染。本实验的目的是为芒硝和白钠镁矾共生矿中镁盐和钙盐的分离和提纯提供基础的热力学数据。本实验在水盐体系的基础上加入有机溶剂乙醇，利用乙醇的盐析作用实现此类共生矿中氯化镁、硫酸镁和氯化钙的部分分离，实现有用的盐多析出，达到高效利用资源的目的。可为此共生矿的综合利用提供一条新的途径，对于提高芒硝和白钠镁矾共生矿的利用效益具有重要的意义。
　　本文采用等温溶解平衡法，测定了30℃时四元体系MgCl2-MgSO4-CH3CH2OH-H2O、CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O及边界三元体系MgCl2-CH3CH2OH-H2O、MgSO4-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-CH3CH2OH-H2O体系达到平衡状态时的溶解度及饱和溶液的折光率、电导率、PH和盐析率，绘制了相图，并划分了相应的结晶区。由湿渣法确定平衡液相所对应的平衡固相，并用XRD进行辅证。
　　实验结果表明：30℃时三元体系MgCl2-CH3CH2OH-H2O、MgSO4-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-CH3CH2OH-H2O在不同的乙醇-水体积比下随着乙醇含量的增加，饱和液相的折光率逐渐减小，电导率逐渐减小，盐析率逐渐增加。此外，不同的乙醇-水体积比体系都有所对应的平衡固相，但随着乙醇含量的增加，平衡固相所带的结晶水越来越小即体系中平衡固相的结晶水含量降低，说明乙醇具有脱水作用。
　　四元体系MgCl2-MgSO4-CH3CH2OH-H2O和CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O随着乙醇-水体积比不同，体系出现了不同的结晶区，硫酸镁及水合硫酸镁单盐结晶区、氯化钙及水合氯化钙单盐结晶区、氯化镁及水合氯化镁单盐结晶区、共饱和区和全固相区等。四元体系MgCl2-MgSO4-CH3CH2OH-H2O随着乙醇含量的增加，不饱和区越来越小，而四元体系CaCl2-MgCl2-CH3CH2OH-H2O随着乙醇含量的增加，不饱和区的变化不大，直到乙醇体积比为5:5时才得以表现。说明了乙醇-水体积比越大，盐析作用越明显。此外，随着乙醇-水体积比增大，体系中平衡固相的结晶水含量越低，说明了乙醇具有脱水作用。综上所述，四元体系当乙醇-水体积比为5:5时，是获得的镁盐和钙盐的最佳比例。

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作者
张晓菲;
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作者单位

内蒙古工业大学;

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授予单位内蒙古工业大学;
学科化学工程与技术
授予学位硕士
导师姓名武朝军;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类矿产资源的综合利用;
关键词
共生矿资源; 综合利用; 液固相平衡; 等温溶解平衡法;

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