铀溶解与迁移沉淀成矿特征研究

深入探讨铀溶解、迁移以及沉淀成矿特征对于研究铀基本性状、铀矿成因、铀水冶和污染治理都至关重要。多年来的实践研究证明,热力学计算和与之有关的铀溶解实验得出的相图具有科学性和实用性,从中可以获得关于成矿作用中铀迁移形式、沉淀的物理化学条件以及成矿机制的认识。通过梳理近年来发表的铀溶解与矿物平衡的Eh-pH图、各类新相图图解及其应用现状,并结合相关图解的物理化学含义提出了若干认识。

锂钠冰晶石的沉淀-溶解平衡

新能源行业的迅猛发展,使废旧磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池的高值回收再利用成为目前的研究热点.但其正极粉料夹带残留的铝集流体,导致回收制备的磷酸铁(FePO_(4))中铝含量偏高,从而影响再生FePO_(4)的电化学性能.本文以硫酸铝、硫酸锂、硫酸钠和氟化铵为原料,通过调控氟铝配位合成锂钠冰晶石(Na_(3)Li_(3)Al_(2)F_(12)),研究其沉淀‒溶解平衡行为,为废旧LiFePO_(4)粉料酸浸液氟化配位除Al提供依据.系统考察了配位沉淀过程中F/Al摩尔比、Na/Al摩尔比、Li/Al摩尔比、反应初始pH、反应温度以及反应时间的影响.得出优化的沉淀条件:F/Al摩尔比为7、Na/Al摩尔比为1.5、Li/Al摩尔比为2、反应温度70℃、反应pH为4.5以及反应时间3 h.在最佳工艺条件下,氟化剂配位沉Al后,滤液中各离子浓度趋于稳定,其中Al^(3+)质量浓度为75.02 mg·L^(-1).此外,探究了Na_(3)Li_(3)Al_(2)F_(12)在不同pH溶液中的溶解度.在温度30℃,pH小于3时,酸度越大,Na_(3)Li_(3)Al_(2)F_(12)的溶解度越大,pH大于3时,pH值对Na_(3)Li_(3)Al_(2)F_(12)溶解度影响不大.为验证其具有指导意义,在实际应用中,废旧LiFePO_(4)正极材料酸浸液NaF配位沉Al后,Al^(3+)沉淀率达99.4%,实现深度除Al.

成岩过程中碳酸盐-二氧化碳平衡体系的热力学模拟

碳酸盐矿物的溶解与沉淀在沉积岩成岩作用中具有非常重要的意义,在与之有关的地层流体中,CO_2组分受到了广泛关注。本文选取CaCO_3(方解石)-H_2O-CO_2与CaMg(CO_3)_2(白云石)-H_2O-CO_2体系作为研究对象,利用热力学方法在假设体系达到平衡的前提下对100～7000m深度范围的温度压力条件下的CaCO_3-H_2O-CO_2与CaMg(CO_3)_2-H_2O-CO_2体系中各组分的平衡浓度([H^+]、[Ca^(2+)]、[Mg^(2+)]……)进行了数值模拟,并对不同埋藏深度的温度压力下方解石、白云石的溶解与沉淀,流体对CO_2的吸收与释放,pH变化等相关地质过程进行了讨论。研究表明:随埋深增加,体系的pH值越来越趋于酸性,但碳酸盐并没有持续溶解,而是呈先溶解后沉淀的趋势。对比CaCO_3-H_2O-CO_2体系中碳酸盐的溶解量和沉淀量,可将小于700m的深度范围定义为碳酸盐溶解带,700～2500m的深度范围定义为补偿带,大于2500m的深度范围定义为沉淀带。对比两个体系的固体相体积变化发现,含CO_2的溶蚀性流体虽然不能在白云岩地层中溶出较灰岩地层更多的阳离子,但会产生更高的孔隙度。

地下水混合作用的碳酸钙溶解沉淀效应

以水溶液平衡化学模型为基础,使用实际地下水样的水质分析结果,对相对CaCO3处于未饱和、过饱和状态地下水的混合进行了模拟计算,发现两种天然地下水的混合,不但可以发生混合溶蚀作用,而且还可发生混合沉淀作用。混合溶蚀(沉淀)作用分为严格意义下的混合溶蚀(沉淀)类型和广义的混合溶蚀(沉淀)作用类型。实际中两种地下水的混合是产生溶蚀还是沉淀作用,取决于端元混合水样的化学成分。

甲烷在三元复合液中的溶解度及表观溶解常数研究

在 35— 75℃和 2 4— 2 4 0bar( 2 .4— 2 4MPa)范围内 ,实验测定了甲烷在三元复合驱油液 (碱 表面活性剂 聚合物溶液 )中的溶解度。结果表明 ,甲烷在三元复合驱油液中的溶解特性与在盐溶液中相似 ,但在相同温度、压力下 ,三元复合驱油液比纯水和盐溶液对甲烷有更强的溶解能力。根据实验结果提出了胶束增溶机理。建立了甲烷在三元复合驱油液中的表观溶解常数 (Ka)与温度 (T)的关系式 :lnKa=754.99/T - 1 3.81 8。该方程结合其它参数方程 ,使理论计算甲烷在三元复合驱油液中的溶解度成为现实。

CoOOH的热力学性质

利用渐近法计算并得到在臭氧氧化体系下CoOOH在水溶液中的准溶解平衡常数,并通过换算得到在臭氧氧化体系下溶液中钴离子浓度溶解平衡与p H值的关系。采用同步热分析仪(DSC-TGA)测定CoOOH粉末加热并分解得到Co3O4时在常温到516 K温度范围内的恒压热流,并得到在恒压条件下加热过程的DSC曲线。利用三线法得到CoOOH的摩尔定压热容,并且拟合CoOOH粉末的摩尔定压热容与温度的函数关系式;利用相关物质的已知热力学参数,设计热力学循环,计算在标准压强和298.15 K时CoOOH粉末的标准生成热力学函数。

第二相粒子形成元素含量波动对Ti-IF钢平衡固溶规律的影响

利用平衡态分析方法，研究了析出物形成元素含量波动对Ｔｉ－ＩＦ钢高温固溶规律的影响，发现了一些新现象，为今后生产中控制第二相粒子形成元素的固溶含量提供理论参考。

土壤和水体中铝的化学平衡

详细综述了土壤环境中铝的形态及三大化学平衡：沉淀溶解平衡、水解平衡、络合平衡。

NaCl-KCl-Na2SiO3四元盐水体系溶解度研究

为计算NaCl-KCl-Na2SiO3-H2O中离子溶解度,基于Bromley电解质模型,以NaCl为研究对象建立四元盐水溶解平衡模型,克服了硅酸盐因反应复杂,溶解平衡常数难以计算的问题,并对所收集实验数据,采用最小二乘法得出该模型所需、考虑温度变化的Na^+-Cl^-、Na^+-K^+、K^+-Cl^-、Na^+-SiO3^2-、Cl^--SiO3^2-二元相互作用系数函数。结果表明:相对于实验数据,本文模型平均绝对误差为5.1%,较Zeng方法准确度提升32%,表现出更好的准确性,以及升温、减小Na^+浓度、增大K^+浓度,可提高SiO3^2-溶解度。由此,文中模型可用于NaCl-KCl-Na2SiO3水溶液的离子浓度计算及影响因素分析,并为成分更复杂的硅酸盐水溶液以及溶解平衡常数不易获得的盐水体系,提供一种构建溶解平衡模型的新思路。

沉淀溶解平衡中分步沉淀的教学探讨

从溶度积规则判断沉淀的生成与溶解情况、混合离子沉淀顺序、影响分步沉淀的因素以及分步沉淀的应用等方面进行分析,同时对各部分内容的实际应用及教学方法进行了探讨.

二氧化碳咸水层封存条件矿物溶解与沉淀化学反应建模与参数取值综述

CO2地质封存是世界范围内减少CO2排放量,缓解温室效应的重要手段。深部咸水层分布广泛且CO2封存潜力大,是最具潜力的CO2封存场所。因开展CO2地质封存条件下CO2与储层岩石相互作用的试验成本高昂且持续时间短,数值模拟成为研究CO2长期封存过程CO2储层岩石物理和化学性质演化的重要手段。CO2和储层岩石化学反应的数值模型主要模拟饱含CO2咸水溶液与储层岩石中含有的矿物发生反应,导致矿物溶解和沉淀的过程,而矿物的溶解和沉淀会影响储层岩石孔隙率和渗透率。数值模拟建模过程中矿物热力学和动力学参数的取值差异,导致矿物溶解和沉淀速率的差异,加大了地球化学模拟结果的不确定性。对重要矿物的地球化学反应相关参数(平衡常数、反应速率常数、比表面积)进行了全面总结,指出了相关参数的不确定性是限制数值模拟准确性的决定因素。

沉淀溶解平衡处理的VB程序开发

在收集有关手册的Ksp数据建立溶度积数据库的基础上,用Visual Basic设计编制了沉淀溶解平衡处理程序PDEC(Precipitation Dissolution Equilibrium Calculation).该程序可用于处理沉淀溶解平衡的有关溶度积(Ksp)查询、溶解度计算、溶度积规则运用、分步沉淀计算、沉淀转化的判断,以及酸度对沉淀和溶解影响的计算等沉淀溶解平衡问题.

难溶电解质的溶度积与溶解度之间的精确计算

沉淀溶解平衡的有关计算在科研与教学中经常涉及到,本文探讨了在沉淀溶解平衡中溶液离子强度较大时以及其它平衡体系同时存在下,难溶电解质的溶度积与溶解度之间的计算,在科研和精确计算中,必须同时考虑以上诸因素,才不致造成理论计算与真实情况较大的偏差。

粗食盐精制过程中镁盐沉淀形式的研究

本文从化学平衡移动原理的角度分析了粗食盐精制过程中含镁离子的沉淀物形式。

大学化学中竞争平衡知识梳理——以沉淀反应为例

“化学竞争平衡”是化学教学的重难点,体系复杂,学生掌握困难。以沉淀反应为例讨论沉淀转化、沉淀生成弱酸碱和配合物溶解等问题,明确竞争平衡的分类,给出竞争反应的书写方式、竞争平衡常数两种计算方法和竞争平衡问题的解决步骤。通过归纳、类比、举例,梳理竞争平衡问题,厘清本质,完成知识内化和扩展,提高学生深度学习的能力,开阔眼界和思路。

用数字化实验探究含氟牙膏背后的化学原理

为了说明含氟牙膏刷牙预防龋齿背后的化学原理,用鸡蛋壳代替牙齿设计了数字化实验.利用电导率传感器研究鸡蛋壳存在沉淀溶解平衡,利用压强传感器研究含氟牙膏水泡过的鸡蛋壳具有抗酸性,利用Logger Pro的线性拟合功能得到鸡蛋壳与盐酸反应的速率曲线,说明F-的保护时间有限.并从理论上分析了上述现象产生的原因.

基于电化学方法测定沉淀溶解平衡常数的实验探究

采用电化学方法对Cu(OH)2溶度积常数和Ag2O溶度积常数的测定进行对比研究,结果表明:实验得到的Ag2O溶度积常数与文献值相接近,而Cu(OH)2溶度积常数与文献值相差较大.将该对比实验应用于本科无机化学实验教学中,能加深学生对沉淀溶解平衡、溶度积计算等基本原理的掌握和理解.

基于BOPPPS教学模型的“医学基础化学”课程教学设计--以沉淀溶解平衡为例

“医学基础化学”是医学类相关专业的必修基础课,是学生进入大学最早学习的课程之一。针对传统大学基础化学课堂单一的教学模式,采用BOPPPS教学模型,对传统课堂进行改革,将课堂分为导入、教学目标、前测、参与式学习、后测、总结等六个部分,在教学的全过程中突出学生的主体地位,发挥学生主观能动性。以沉淀溶解平衡为例,设计教学过程,以学生为中心,以教师为主导,强调学生的参与度,极大地提高了教学质量,可为大学化学课堂提供教学借鉴。

配合离解平衡问题的研究

文章介绍了化学反应中的配合离解平衡与沉淀溶解和氧化还原平衡的关系及其应用。

浅谈高校大学生思维能力的培养——以沉淀溶解平衡教学设计为例

大学生在专业基础课程的学习过程中往往认为专业基础课难学、难记、枯燥、脱离生活,这主要是由于大学生在学习中没有培养好自己的思维能力。本文以沉淀溶解平衡教学为例,在教学中以含氟牙膏预防龋齿的原理为情境,调动学生学习专业知识的兴趣。通过比较和类比的方法介绍沉淀溶解平衡的相关概念,引导学生注意章节之间的联系,在已有化学平衡的基础上进一步深入理解沉淀的生成、溶解与转化的本质是平衡的移动,帮助学生建立“变化观念与平衡思想”的化学学科核心素养。引导学生根据知识点的内部关系构建思维导图,梳理相关知识。结合含氟牙膏预防龋齿的实例,鼓励学生学以致用并进行知识拓展,培养学生学会透过现象看本质的思维能力。