四元体系NaCl+NaBO2+Na2CO3+H2O 298.15 K 相平衡研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0782

摘要/Abstract

摘要：

柴达木盐湖中具有丰富的盐湖离子,对其中的一个四元体系水盐相图开展研究,采用等温溶解平衡法开展了298.15 K时四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O相平衡研究,测定了体系平衡液相组成及密度和折光率,绘制了四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K的相图及相应的物化性质图。研究发现NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O四元体系298.15 K 时包含2个共饱点（E₁、E₂）、5条溶解度曲线（AE₁、BE₁、CE₂、DE₂、E₁E₂）、4个结晶区（NaCl、NaBO₂·4H₂O、Na₂CO₃·7H₂O、NaCl·NaBO₂·2H₂O）。其中三元体系NaCl+NaBO₂+H₂O在298.15 K下产生了复盐NaCl·NaBO₂·2H₂O,通过研究发现该四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O在298.15 K下也具有NaCl·NaBO₂·2H₂O复盐区。

关键词: 相平衡, 四元体系, 溶解度, 盐湖

Abstract:

There were abundant ions in the salt lake of Qaidam,and the water salt phase diagram of a quaternary system was studied.The phase equilibrium of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O at 298.15 K was studied by isothermal solution equilibrium method,the composition,density and refractive index of the equilibrium liquid phase of the system were measured.The phase diagram of the quaternary system of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K and its corresponding physico-chemical properties were drawn.It was found that the system of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O at 298.15 K contained two saturation points （E₁,E₂）,five solubility curves（AE₁,BE₁,CE₂,DE₂,E₁E₂）,four crystallization regions（NaCl,NaBO₂·4H₂O,Na₂CO₃·7H₂O,NaCl·NaBO₂·2H₂O）.In the ternary system NaCl+NaBO₂+H₂O,double salt NaCl·NaBO₂·2H₂O was produced at 298.15 K.The study showed that the quaternion system of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O also had NaCl·NaBO₂·2H₂O double salt region at 298.15 K.

Key words: phase equilibrium, quaternary system, solubility, salt lake

中图分类号:

TQ131.12

马玉军,王晓,李淑雅,张付康,李娟. 四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K 相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(10): 42-46.

MA Yujun,WANG Xiao,LI Shuya,ZHANG Fukang,LI Juan. Phase equilibria of quaternary system of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O at 298.15 K[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2022, 54(10): 42-46.

图/表 6

表1

图1

图2

表2

图3

图4

参考文献 14

[1]	郑绵平, 侯献华.青海盐湖资源综合利用与可持续发展战略[J].科技导报, 2017, 35(12): 11-13.
[2]	赵露, 王晓, 马玉军, 等. 西台吉乃尔湖尾闾盐沼区水资源中有价元素分布特征研究[J].青海大学学报, 2020, 38(3): 101-106.
	ZHAO Lu, WANG Xiao, MA Yujun, et al.Distribution characteristics of valuable elements in water resources from the downstream salt marsh of West Taijinar Lake[J].Journal of Qinghai University, 2020, 38(3): 101-106.
[3]	张福祥, 赵莎, 刘卓, 等. 全球硼矿资源现状与利用趋势[J].矿产保护与利用, 2019, 39(6): 142-151.
	ZHANG Fuxiang, ZHAO Sha, LIU Zhuo, et al.Current situation and utilization trend of the global boron resources[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(6): 142-151.
[4]	焦森, 郑厚义, 屈云燕, 等. 全球硼矿资源供需形势分析[J].国土资源情报, 2020(10): 85-89.
	JIAO Sen, ZHENG Houyi, QU Yunyan, et al.Supply and demand situation of global boron resources[J].Land and Resources Information, 2020(10): 85-89.
[5]	YUAN Fei, LI Hua, LI Long, et al.Solid-liquid phase equilibria of the ternary system（KBO₂+K₂SO₄+H₂O） at 288.15,308.15 K,and 0.1 MPa[J].Journal of Chemical & Engineering Data, 2021, 66(4): 1703-1708.
[6]	WANG Shiqiang, SHI Chuncheng, YANG Juan, et al.Solid-liquid phase equilibria in the ternary systems（LiBO₂+NaBO₂+H₂O） and （LiBO₂+KBO₂+H₂O） at 288.15 K and 0.1 MPa[J].Journal of Solution Chemistry, 2020, 49(3): 353-364.
[7]	LI Jun, GAO Shiyang, XIA Shuping, et al.Thermochemistry of hydrated magnesium borates[J].The Journal of Chemical Thermodynamics, 1997, 29(4): 491-497.
[8]	CHEN Shangqing, WANG Mengxue, HU Jiayin, et al.Phase equilibria in the aqueous ternary systems（NaCl+NaBO₂+H₂O） and （Na₂SO₄+NaBO₂+H₂O） at 298.15 K and 0.1 MPa[J].Journal of Chemical and Engineering Data（the ACS Journal for Data）, 2018, 63(12): 4662-4668.
[9]	CUI Wanjing, HOU Hongfang, HU Jiayin, et al.Phase equilibria and phase diagrams for the aqueous ternary system containing sodium,chloride,and metaborate ions at 288.15 and 308.15 K and 0.1 MPa[J].Journal of Chemistry, 2019.Doi:10.1155/2019/ 1983051 .
[10]	YANG Lan, LI Dan, ZHANG Tao, et al.Thermodynamic phase equilibria in the aqueous ternary system NaCl-NaBO₂-H₂O:Experimental data and solubility calculation using the Pitzer mo-del[J].The Journal of Chemical Thermodynamics, 2020,142.Doi:10.1016/j.jct.2019.106021 .
[11]	BU Baihui, LI Long, ZHANG Nan, et al.Solid-liquid metastable phase equilibria for the ternary system（Li₂SO₄+K₂SO₄+H₂O） at 288.15 and 323.15 K,p=0.1 MPa[J].Fluid Phase Equilibria, 2015, 402: 78-82.
[12]	WANG Shiqiang, YANG Juan, SHI Chuncheng, et al.Solubilities,densities,and refractive indices in the ternary systems（LiBO₂+NaBO₂+H₂O） and（LiBO₂+KBO₂+H₂O） at 298.15 K and 0.1 MPa[J].Journal of Chemical & Engineering Data, 2019, 64(7): 3122-3127.
[13]	中国科学院青海盐湖研究所分析室.卤水和盐的分析方法[M].2版.北京:科学出版社, 1988.
[14]	杨琴, 李君, 李恒欣, 等. 三元体系Na₂B₄O₇-NaHCO₃-H₂O和Na₂CO₃-NaBO₂-H₂O等温溶解度研究[J].盐湖研究, 2001, 9(4): 24-29.
	YANG Qin, LI Jun, LI Hengxin, et al.Study on the isothermal solubility for the ternary system Na₂B₄O₇-NaHCO₃-H₂O and Na₂CO₃-NaBO₂-H₂O[J].Journal of Salt Lake Research, 2001, 9(4): 24-29.

编号	w（液相组成）/%				J（干盐指数）/%				平衡相组成
编号	NaCl	NaBO₂	Na₂CO₃		NaCl	NaBO₂	Na₂CO₃	H₂O	平衡相组成
A	15.4	0.00	17.50	46.80		0.00	53.190	203.95	NCl+NC
1	14.6	1.55	17.30	43.64		4.63	51.710	198.95	NCl+NC
2	14.78	2.87	17.15	42.47		8.24	49.280	187.35	NCl+NC
3	13.55	3.70	16.72	39.88		10.89	49.210	194.37	NCl+NC
B	23.48	5.57	0.00	80.83		19.17	0.000	244.23	NClB
4	22.43	5.35	2.97	72.94		17.39	9.650	225.20	NClB
5	19.92	5.11	5.84	64.52		16.55	18.910	223.93	NClB
6	19.57	5.08	7.66	60.56		15.72	23.700	209.50	NClB
7	18.40	5.01	9.34	56.18		15.29	28.510	205.34	NClB
8	17.10	4.81	11.12	51.77		14.56	33.660	202.75	NClB
9	16.20	4.50	13.40	47.50		13.19	39.290	193.25	NClB
10	14.20	4.10	15.30	42.26		12.20	45.535	197.61	NClB
E₁	13.88	3.86	16.80	40.18		11.17	48.639	189.51	NClB+NC
C	12.54	17.13	0.00	42.26		57.70	0.000	237.04	NClB
12	12.09	16.65	0.68	41.09		56.59	2.310	239.90	NClB
13	11.90	15.25	4.39	37.72		48.35	13.910	217.05	NClB
14	9.38	14.51	6.55	30.81		47.66	21.510	228.51	NClB
15	9.14	13.80	9.38	28.27		42.69	29.020	209.40	NClB
16	8.80	13.40	10.99	26.51		40.37	33.110	201.29	NClB
17	7.79	12.40	13.88	22.86		36.39	40.730	193.51	NClB
18	5.80	12.40	15.40	17.26		36.90	45.830	197.61	NClB
E₂	5.33	12.18	16.80	15.53		35.49	48.960	191.46	NClB+NC
D	0.00	12.40	18.60	0.00		40.00	60.000	222.58	NB+NC
20	1.39	12.30	18.40	4.33		38.32	57.330	211.62	NB+NC
21	2.32	12.22	18.00	7.12		37.55	55.310	207.31	NB+NC
22	5.10	12.19	17.67	14.50		34.86	50.540	186.04	NB+NC
23	5.33	12.18	16.80	15.53		35.49	48.960	191.46	NClB+NC
24	12.03	6.81	17.02	33.53		19.01	47.450	178.01	NClB+NC

序号	液相组成 w（NaBO₂）/ %	折光率 n_D	密度ρ/ （g·cm^-3）	序号	液相组成 w（NaBO₂）/ %	折光率 n_D	密度ρ/ （g·cm^-3）
A	0	—	—	12	16.65	1.395 9	1.297 5
1	1.55	1.398 0	1.319 0	13	15.25	1.399 5	1.324 8
2	2.87	1.400 4	1.334 7	14	14.51	1.399 7	1.335 0
3	3.70	1.401 2	1.337 1	15	13.80	1.400 6	1.337 3
B	5.57	—	—	16	13.40	1.401 7	1.346 7
4	5.35	1.391 0	1.259 3	17	12.40	1.403 4	1.359 6
5	5.11	1.392 6	1.275 6	18	12.40	1.405 4	1.370 9
6	5.08	1.394 2	1.285 2	E₂	12.18	1.408 4	1.390 1
7	5.01	1.395 0	1.294 8	D	12.40	—	—
8	4.81	1.397 0	1.305 6	20	12.30	1.406 5	1.378 0
9	4.50	1.398 4	1.316 5	21	12.22	1.407 5	1.387 4
10	4.10	1.399 8	1.328 0	22	12.19	1.408 0	1.387 4
E₁	3.86	1.400 6	1.337 8	23	12.18	1.408 5	1.390 2
C	17.13	—	—	24	6.81	—	—

[1]	于旭东, 黎静, 任思颖, 罗军, 曾英. Li⁺，K⁺，Ca²⁺//Cl^--H₂O四元体系298.2 K固液相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 30-35.
[2]	董南, 王楠, 纪利俊, 盛勇. 低温下钾盐溶解度的测定及液体肥配方研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 92-97.
[3]	孔令杰, 李光壁, 谢佳豪, 杨新辉, 白晓琴. 盐湖卤水锂提取技术研究进展[J]. 无机盐工业, 2025, 57(1): 14-26.
[4]	苏杭, 宋继田, 黄志强, 董晴, 张亚雄. 一水硫酸锰在H₂SO₄-H₂O二元体系中的结晶动力学研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(8): 40-46.
[5]	郭凯花, 范雨薪, 杨静, 赵文立, 贾原媛, 王彦飞. 光卤石原矿品位对其冷分解结晶氯化钾过程影响浅析[J]. 无机盐工业, 2024, 56(8): 9-18.
[6]	成春春, 李玉龙, 张志强, 刘雪菁. 溶析结晶用于盐湖卤水提钾和镁锂分离研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 34-39.
[7]	杨游胜, 姚智豪, 赵志星, 冯霞, 曾英, 于旭东. 富锂硫酸盐型盐湖卤水蒸发实验研究进展[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 1-7.
[8]	魏进财, 陈晶源, 宋桂春, 贾建团, 龚国力. 察尔汗盐湖察尔汗区段西部固体钾矿溶采效果研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(3): 70-79.
[9]	杨博, 马珍, 曾英, 严雄仲, 李琪, 侯元昇, 于旭东. 三元体系Li⁺（K⁺），Rb⁺//Cl^--H₂O 288.2 K固液相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(11): 116-122.
[10]	王彦飞, 杨超凡, 曹迪, 许史杰. 多温下三元体系Li⁺，Na⁺∥Cl^--H₂O固液相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 33-39.
[11]	冯霞, 于雪峰, 姚智豪, 罗军, 任思颖, 赵志星, 于旭东. 三元体系Na⁺（Mg²⁺），Ca²⁺∥Cl^--H₂O 278.2 K稳定相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 47-52.
[12]	陈海霞, 严红, 孙云龙, 马国强. 锂资源提取技术研究进展[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 9-22.
[13]	付煜, 邓觅, 黄冬根, 万金保. 盐湖卤水提锂技术研究进展[J]. 无机盐工业, 2023, 55(9): 9-16.
[14]	李岩, 马珍, 宋兴福. 青海氯化物型盐湖钾资源开发新进展与产业发展建议[J]. 无机盐工业, 2023, 55(8): 84-90.
[15]	卢娜娜, 秦亚茹, 马淑清, 王琪慧, 刘兵, 石成龙. 吡啶类离子液体体系对模拟盐湖老卤中锂的萃取研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(7): 45-50.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会

四元体系NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O 298.15 K 相平衡研究

Phase equilibria of quaternary system of NaCl+NaBO₂+Na₂CO₃+H₂O at 298.15 K

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 14

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

首 页