三元体系Na+（Mg2+），Ca2+∥Cl--H2O 278.2 K稳定相平衡研究
收稿日期: 2023-02-15
网络出版日期: 2024-01-18
基金资助
四川省科技计划资助项目(2022YFQ0075);油气藏地质及开发工程国家重点实验室项目(PLC20210502)
Study on phase equilibria of aqueous ternary system of Na+（Mg2+），Ca2+∥Cl--H2O at 278.2 K
Received date: 2023-02-15
Online published: 2024-01-18
含钠镁钙水盐体系的多温相平衡研究，可为含钙镁盐湖资源的持续开发提供数据支撑。因此，采用等温溶解法开展了两个三元体系Na+，Ca2+∥Cl--H2O和Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O在278.2 K下的相平衡研究，测定了溶解度、折射率和密度，并绘制了相应的相图。结果表明，三元体系Na+，Ca2+∥Cl--H2O和Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O在278.2 K时均为简单体系，无复盐或固溶体生成。三元体系Na+，Ca2+∥Cl--H2O在278.2 K时的氯化钠结晶区远大于氯化钙，对比该体系273.2、278.2、298.2、348.2 K多温相图可知，随温度升高，氯化钠结晶区增大，氯化钙结晶形式由CaCl2·6H2O转变为CaCl2·2H2O。三元体系Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O在278.2 K时的MgCl2·6H2O结晶区大于CaCl2·6H2O，对比该体系273.2、278.2、303.2、308.2、348.2、383.2 K多温相图发现：303.2、308.2、348.2、383.2 K时体系中形成复盐2MgCl2·CaCl2·12H2O，且其结晶区随温度升高而增大；383.2 K时体系中同时存在两种复盐2MgCl2·CaCl2·12H2O和MgCl2·2CaCl2·6H2O。
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 . DOI: 10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0074
Study on the multitemperature phase equilibria of water-salt system containing sodium，magnesium and calcium can provide data support for the sustainable development of salt lakes containing magnesium and calcium.Therefore，the phase equilibria of two aqueous ternary system of Na+，Ca2+∥Cl--H2O and Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O at 278.2 K were investigated by the isothermal dissolution method，the solubility，refractive index and density of these two systems were determined，the corresponding phase diagrams were constructed based on the experimental data.The results showed that Na+，Ca2+∥Cl--H2O and Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O were both belong to simple system without double salts or solid solution formed at 278.2 K.The crystallization regions of NaCl was much larger than CaCl2·6H2O in the system Na+，Ca2+∥Cl--H2O at 278.2 K，comparing the phase diagrams of the system at 273.2，278.2，298.2，348.2 K，it could be seen that with the increase of temperature，the crystallization area of NaCl was increased，and the crystal form of CaCl2 was changed from CaCl2·6H2O to CaCl2·2H2O.The crystallization region of MgCl2·6H2O was larger than CaCl2·6H2O in the system Mg2+，Ca2+∥Cl--H2O at 278.2 K，comparing the phase diagrams of the system at 273.2，278.2，303.2，308.2，348.2，383.2 K，it was found that the double salt tachyhydrite 2MgCl2·CaCl2·12H2O was formed at 303.2，308.2，348.2，383.2 K，and its crystallization region was increased with the increase of temperature.There were two double salts of 2CaCl2·MgCl2·6H2O and 2MgCl2·CaCl2·12H2O formed at 383.2 K.
Key words： phase equilibria; phase diagram; solubility; hydrate salt
| 1 | 张苏江，张琳，姜爱玲，等.中国盐湖资源开发利用现状与发展建议［J］.无机盐工业，2022，54（10）：13-21. |
| ZHANG Sujiang， ZHANG Lin， JIANG Ailing，et al.Current situation and development suggestions of development and utilization of salt lake resources in China［J］.Inorganic Chemicals Industry，2022，54（10）：13-21. | |
| 2 | 熊增华，王石军.察尔汗盐湖资源开发利用现状及关键技术进展［J］.化工矿物与加工，2021，50（1）：33-37. |
| XIONG Zenghua， WANG Shijun.Status and progress on key technologies for development and utilization of resources in Qarhan salt lake［J］.Industrial Minerals & Processing，2021，50（1）：33- 37. | |
| 3 | 吴朝香.盐湖尾矿高效综合利用产业化关键技术研究［J］.无机盐工业，2019，51（2）：40-41，71. |
| WU Zhaoxiang.Research on key technology of industrialization for high efficient comprehensive utilization of salt lake tailings［J］.Inorganic Chemicals Industry，2019，51（2）：40-41，71. | |
| 4 | 段雪，林彦军，项顼，等.青海盐湖镁锂资源综合利用的建议与实践［J］.青海科技，2022，29（3）：4-10. |
| DUAN Xue， LIN Yanjun， XIANG Xu，et al.Suggestion and practice on comprehensive utilization of magnesium and lithium resources in Qinghai salt lakes［J］.Qinghai Science and Technology，2022，29（3）：4-10. | |
| 5 | 刘佳，葛飞，钟永恒，等.建设世界级盐湖产业基地的战略思考［J］.无机盐工业，2022，54（10）：30-36. |
| LIU Jia， GE Fei， ZHONG Yongheng，et al.Strategic thinking on constructing world-class salt lake industrial base［J］.Inorganic Che-Industry micals，2022，54（10）：30-36. | |
| 6 | 毕秋艳，党力，曹海莲，等.青海盐湖镁资源开发与利用研究进展［J］.盐湖研究，2022，30（1）：101-109. |
| BI Qiuyan， DANG Li， CAO Hailian，et al.Development and utilization of magnesium resources in Qinghai salt lakes［J］.Journal of Salt Lake Research，2022，30（1）：101-109. | |
| 7 | YU Xudong， YAO Zhihao， ZHAO Zhixing，et al.Phase equilibria of aqueous ternary systems Li2SO4+Na2SO4+H2O and Na2SO4+K2SO4+H2O at 303.2 K［J］.J.Chem.Eng.Data，2023，68（2）：474-482. |
| 8 | 赵志星，姚智豪，黄琴，等.四元体系Li2SO4+Na2SO4+K2SO4+H2O298.2 K相平衡研究［J］.盐湖研究，2022，30（4）：41-49. |
| ZHAO Zhixing， YAO Zhihao， HUANG Qin，et al.Phase equilibria of aqueous quaternary system Li2SO4+Na2SO4+K2SO4+H2O at 298.2 K［J］.Journal of Salt Lake Research，2022，30（4）：41-49. | |
| 9 | 成怀刚，程芳琴.水盐体系相分离［M］.北京：冶金工业出版社，2022. |
| 10 | WANG Xia， ZHAO Kaiyu， GUO Yafei，et al.Experimental determination and thermodynamic model of solid-liquid equilibria in the ternary system （LiCl+CaCl2+H2O） at 273.15 K［J］.Journal of Chemical & Engineering Data，2019，64（1）：249-254. |
| 11 | ZENG Dewen， XU Wenfang， VOIGT W，et al.Thermodynamic study of the system（LiCl+CaCl2+H2O）［J］.The Journal of Chemical Thermodynamics，2008，40（7）：1157-1165. |
| 12 | 姚智豪，孟浩，于旭东，等.三元体系KCl+CaCl2+H2O在278.2 K及308.2 K下的稳定相平衡研究［J］.矿产保护与利用，2021，41（6）：112-116. |
| YAO Zhihao， MENG Hao， YU Xudong，et al.Stable phase equili-bria of ternary system KCl+CaCl 2 +H2O at 278.2 K and 308.2 K［J］.Conservation and Utilization of Mineral Resources，2021，41（6）：112-116. | |
| 13 | IGELSRUD I， THOMPSON T G.Equilibria in the saturated solutions of salts occurring in sea water.I.The ternary systems MgCl2-KCl-H2O，MgCl2-CaCl2-H2O，CaCl2-KCl-H2O and CaCl2-NaCl-H2O at 0°［J］.Journal of the American Chemical Society，1936，58：318-322. |
| 14 | LIGHTFOOT W， PRUTTON C F.Equilibria in saturated solutions；the ternary systems CaCl2-MgCl2-H2O，CaCl2-KCl-H2O，and MgCl2-KCl-H2O at 35 degrees［J］.Journal of the American Chemical Society，1946，68（6）：1001-1002. |
| 15 | LIGHTFOOT W J， PRUTTON C F.Equilibria in saturated salt solutions.Ⅱ.The ternary systems CaCl2-MgCl2-H2O，CaCl2-KCl-H2O and MgCl2-KCl-H2O at 75°［J］.Journal of the American Chemical Society，2002，69（9）：2098-2100. |
| 16 | YANG Jimin， LIU Xiaolin， LIANG Peipei.Solubilities of salts in the ternary systems NaCl+CaCl2+H2O and KCl+CaCl2+H2O at 75 ℃［J］.Russian Journal of Physical Chemistry A，2011，85（7）：1149-1154. |
| 17 | 丁秀萍，毕玉敬，时历杰，等.三元体系NaCl-CaCl2-H2O 25 ℃相关系研究［J］.盐湖研究，2009，17（3）：40-43. |
| DING Xiuping， BI Yujing， SHI Lijie，et al.Solubility in the ternary system NaCl-CaCl2-H2O at 25 ℃［J］.Journal of Salt Lake Research，2009，17（3）：40-43. | |
| 18 | 崔瑞芝，李武，董亚萍，等.298 K四元体系LiCl-MgCl2-CaCl2-H2O相平衡实验及溶解度计算［J］.化工学报，2018，69（10）：4148-4155. |
| CUI Ruizhi， LI Wu， DONG Yaping，et al.Measurements and calculations of solid-liquid equilibria in quaternary system LiCl-MgCl2-CaCl2-H2O at 298 K［J］.CIESC Journal，2018，69（10）：4148-4155. | |
| 19 | ASSARSSON G O.Equilibria in aqueous systems containing K+，Na+，Ca2+，Mg2+ and Cl-.Ⅲ.The ternary system CaCl2-MgCl2-H2O［J］.Journal of the American Chemical Society，1950，72（4）：1442-1444. |
| 20 | 李华山，张游，李飞，等.303.15 K三元体系 CaCl2-MgCl2-H2O相平衡实验及计算［J］.化学工程，2022，50（8）：40-45. |
| LI Huashan， ZHANG You， LI Fei，et al.Phase equilibrium experiments and calculations in ternary system CaCl2-MgCl2-H2O at 303.15 K［J］.Chemical Engineering（China），2022，50（8）：40-45. | |
| 21 | 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. |
| 22 | VAN’T HOFF J H， KENRICK F B， SILCOCK H L.Solubilities of inorganic and organic compounds［M］.Oxford：Pergamon Press，1979：196. |
| 23 | ZHOU Huan， GU Xiaolong， DAI Yaping，et al.Thermodynamic modeling and phase diagram prediction of salt lake brine systems.I.Aqueous Mg2+-Ca2+-Cl- binary and ternary systems［J］.Chinese Journal of Chemical Engineering，2020，28（9）：2391-2408. |
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