摘要
新疆盐湖资源丰富且冬季寒冷漫长，现有研究表明利用冬季冷能可以实现卤水中组分的分离。开发低温下的盐湖工艺可以实现节水、降耗和冬季的连续生产。本文针对新疆含硝酸盐卤水开发利用过程中涉及的水盐体系，采用等温溶解平衡法研究了258.15K、273.15K时五元Na＋,K＋//Cl－,SO42－,NO3――H2O体系中和氯化钠共饱的各盐的相平衡规律以及四元子体系Na＋,K＋//Cl－,NO3――H2O的相平衡关系。测定了两个体系各盐的溶解度及溶液密度(冰相区除外)。根据溶解度数据绘制了上述四元体系及五元体系氯化钠饱和区域的相图，并与298.15K下的平衡相图做对比分析。针对盐湖卤水加工过程中存在较多非目标复盐结晶析出，导致工艺复杂化的问题，对多个水盐体系在不同温度下的相平衡关系进行了研究。研究表明： （1）258.15K、273.15K时Na＋,K＋//Cl－,NO3――H2O四元体系平衡相图与298.15K时该体系平衡相图结构相似，无复盐产生，以273.15K时相图说明：含有四个晶区：NaNO3、NaCl、KNO3、KCl，结晶区大小随温度变化；五条单变量溶解度曲线NaNO3+NaCl、NaCl+KNO3、KNO3+KCl、NaNO3+KNO3、NaCl+KCl；两个零变量点KNO3+KCl+NaCl、NaNO3+KNO3+NaCl。 （2）258.15K、273.15K时五元Na＋,K＋//Cl－,SO42－,NO3――H2O体系氯化钠饱和区域干盐相图结构相似，无复盐产生，以273.15K时相图说明：由四个两盐结晶区：NaCl+NaNO3、NaCl+KNO3、NaCl+KCl、NaCl+Na2SO4·10H2O；五条单变量溶解度曲线：NaCl+NaNO3+KNO3、NaCl+KNO3+KCl、NaCl+Na2SO4·10H2O+KCl、NaCl+NaNO3+Na2SO4·10H2O、NaCl+KNO3+Na2SO4·10H2O；两个零变量点：Na2SO4·10H2O+NaCl+NaNO3+KNO3、KCl+NaCl+Na2SO4·10H2O+KNO3构成；与该体系298.15K下的相图相比，K3Na(SO4)2和NaNO3·Na2SO4·H2O结晶区消失，Na2SO4·10H2O结晶区扩大，相图大为简化。 （3）对于含硫酸盐的体系，常温下出现的多个硫酸盐型复盐，在高温下，其结晶区不易消失，甚至可能产生新的硫酸盐型复盐，但低温可以限制此类复盐的产生；低温下大多数硫酸盐型复盐的结晶区不复存在或缩小；对于含有硝酸盐、氯化镁等成分的复盐，在高温和低温下，其结晶区均有较大的缩小或消失。低温对水盐体系相平衡的影响将有利于生产工艺的简化。
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