NaF-Na_(3)PO_(4)-H_(2)O体系相图与热力学模型

NaF–Na_(3)PO_(4)–H_(2)O体系是稀土矿物加工的典型盐水体系,开发氟、磷回收工艺需要该体系的相图和热力学模型支持。利用等温溶解平衡法测定了273.15 K、298.15 K、323.15 K和348.15 K的固液相平衡数据,并基于eNRTL模型框架构建了该体系从最低共熔点到348.15 K的热力学模型。实验结果表明:NaF–Na_(3)PO_(4)–H_(2)O体系存在NaF、Na_(3)PO_(4)·12H_(2)O、Na_(3)PO_(4)·8H_(2)O和复盐NaF·2Na_(3)PO_(4)·19H_(2)O 4个固相物种;其中复盐在各温度均占据三元体系的主要相区,磷酸钠水合物的相区极窄,很难单独成盐,NaF相区相对较大并随温度升高而增大。热力学模型研究较好地表达了NaF–H_(2)O、Na_(3)PO_(4)–H_(2)O体系的多温离子活度系数、溶液渗透系数、二元体系相图,获得了盐水作用参数和6个固相的热力学数据;通过对三元体系多温相图数据的有效表达,获得了盐-盐作用参数和复盐的热力学数据,在此基础上推测了NaF–Na_(3)PO_(4)–H_(2)O体系相图结构,获得了难以实验测定的9个零变量点和9条单变量共饱和线,从而得到了全部固相的平衡相区,并给出了NaF–Na_(3)PO_(4)–H_(2)O体系完整相图,为更复杂体系的热力学表达以及工业应用提供了参考依据。

MgCl_2─KCl─H_2O体系相图的测定及其应用

测定了三元体系ＭｇＣｌ２─ＫＣｌ─Ｈ２Ｏ在２８℃与３０℃下的溶解曲线，并在此基础上结合文献中该体系一些温度下的溶解度曲线，对从盐卤提取的ＫＣｌ·ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ复盐中ＫＣｌ的分离，提出一个简便可行的方法。

CaO—Al_2O_3—SiO_2体系相图在氧化物涂层设计中的应用

根据文献报道的热力学参数,计算了CaO-Al2O3-SiO2三元系液相面投影图,并给出了该体系陶瓷玻璃相形成区。根据计算结果,结合四元系统的最低共熔混合物组成,设计了陶瓷玻璃相组成成分,为涂层成分的选择提供了理论依据。

Fe(III)-Mn(II)-As(V)-H_2O系相图的建立

依据实验数据利用DIASTAB计算机程序,建立了Fe(Ⅲ)-Mn(Ⅱ)-As(V)-H2O系的稳定性相图。所建立的相图表明,在pH=3 5～6 0范围内,体系内稳定存在的固体化合物为Fe(Ⅲ)-Mn(Ⅱ)-As(V)化合物、MnHAsO4和Mn3(AsO4)2,用DIASTAB计算机程序对实验数据进行逼近计算,算得前者的生成自由能为-245 5kcalmol1-;相图还表明,依靠所研究的体系,水相除砷不可能达到WHO规定的砷最大污染值0 05mg/L的标准。

聚丙烯酰胺对AS-C_4H_9OH-H_2O体系相图的影响

本文考察了含有和不含有无机盐时，ＰＡＭ和ＨＰＡＭ对ＡＳ－Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ－Ｈ＿２Ｏ三元相图的影响。结果表明，ＡＳ－Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ－Ｈ＿２Ｏ体系的相图中由两相区、液晶区、胶束区和乳状液区组成；ＰＡＭ的加入对体系相态无明显影响，ＨＰＡＭ对相行为的影响与电解质类似，但其作用远小于电解质．ＮａＣｌ和ＣａＣｌ＿２的存在有利于液晶形成，且乳状液区面积明显增大，盐的浓度越大，反离子价数越高，乳状液区面积赵大；无机盐－聚丙烯酰胺混合物对ＡＳ－Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ－Ｈ＿２Ｏ体系相行为的影响，小于两者单独存在时的作用之和。

四元体系LiNO_3-Mg(NO_3)_2-NH_4NO_3-H_2O相图预测及相关相变储能材料的研究

应用修正的BET热力学模型对Mg(NO3)2-NH4NO3-H2O三元体系和LiNO3-Mg(NO3)2-NH4NO3-H2O四元体系在273～320 K的相图进行预测,并找到一个相变温度较低的四元共晶点Mg(NO3)2.6H2O-LiNO3.3H2O-NH4NO3,其质量百分数组成为:25.5%的硝酸铵,28.4%的硝酸锂,13.8%的硝酸镁和32.3%的水,通过实验对共晶点组成材料的吸放热行为进行测定,发现其熔化温度为286.3 K,且DSC测试其相变热焓为192.7 J.g-1,表明该材料可用作潜在的低温相变储能材料。

BaB_2O_4—CdO和BaB_2O_4—ZnO二元系相图的研究

本文用差热分析和X射线衍射方法测定了BaB_2O_4-CdO和BaB_2O_4-ZnO二元系相图。在BaB_2O_4-CdO体系中存在着一新化合物BaCdB_2O_5,在785±3℃同成份熔化。在BaB_2O_4-ZnO体系中,由包晶反应形成一新化合物BaZn_3B_2O_7,反应温度为903±3℃。在富BaB_2O_4区形成一个宽的低温相BaB_2O_4固溶区。研究结果表明,用Zn^(2+)替代BaB_2O_4中Ba^(2+)形成固溶体,不能将高温相BaB_2O_4稳定到室温,证实了“经验函数关系式”的预测结果。

NH_3-CO_2-H_2O三元体系相图查图方法的改进及其在氮肥生产中的应用

首先对以氨碳比和水碳比表示溶液组成的NH_3-CO_2-H_2O三元体系,在查阅其直角等腰三角形相图时不是采用传统的查图方法,而是借鉴了直角坐标的查图方法,使查图过程变得简单、准确和直观。然后,简单地探讨了新的查图方法在尿素生产中的应用。

NH_3-CO_2-H_2O三元体系相图查图方法的改进

对以氨碳比和水碳比表示溶液组成的NH3-CO2-H2O三元体系,在查阅其直角等腰三角形相图时不采用传统的查图方法,而采用直角坐标的查图方法,使查图过程变得简单、准确和直观。

应用KCl—Na_2SO_4—H_2O四元相图分析K_2SO_4生产的有关问题

应用KCl—Na2SO4—H2O四元体系相图分析K2SO4生产中有关母液不同的回收方法,比较工艺流程情况以及工艺的简略计算,提出了较为理想的方案。

La_2O_3-A_xO_y系相图的概括和预测

本文是应用化学键理论概括和预测相图系列研究之一。作者对Dietzel概括相图中的相关规则作了改进,改进的相关性能够解释许多例外;研究讨论了和La_2O_3-A_xO_y系有关的超导陶瓷问题并与最近美国电话电报公司Bell实验室对超导体临界温度的研究作了对比讨论。

MgSO_4-Na_2SO_4-H_2O三元体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐特征

采用140℃恒温热源,对MgSO4-Na2SO4-H2O体系溶液进行100℃恒温沸腾蒸发,蒸发强度为140～160g/(h.L),监测初始析盐点和固相析出后固液相组成随蒸发进程的变化,总结成盐特征,提出反映非平衡态成盐特征的初级成盐区、扩展成盐区等概念.研究发现(1)平衡相图上的同成分复盐3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O变为异成分复盐;(2)对Na2SO4和3Na2SO4.MgSO4的平衡共饱和液蒸发,首先析出的是Na2SO4,其单固相析出率为60.86%,3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O的共饱和液也具有相同特征;(3)蒸发过程的初级成盐区与溶解平衡相区有显著区别.用硫酸钠的耶涅克指数表示相区宽度,Na2SO4初级成盐区宽度从平衡态的21.02扩大到32.76;而Na2SO4.MgSO4.2.5H2O则从41.40缩减为25.71;(4)在晶种存在的条件下,各种盐的成盐区比初级成盐区有不同程度的扩展,如Na2SO4,3Na2SO4.MgSO4等盐的成盐区分别扩展了7.72和8.81.扩展成盐区与初级成盐区的交叠形成了非平衡条件下特有的条件成盐区,析盐种类取决于晶种的种类.

MgSO_4-K_2SO_4-H_2O三元体系在75℃沸腾蒸发非平衡态的成盐特征

采用105℃恒温热源,75℃恒温沸腾,蒸发强度为240～260 g/（h·L）等控制条件,对MgSO4-K2SO4-H2O体系进行蒸发结晶实验,研究了该体系在沸腾蒸发条件下的成盐规律,根据实验现象,定义并确定了实验条件下的初级成盐区,扩展成盐区和条件成盐区.实验结果表明：（1）该体系K2SO4,Leonite,langbenite和MgSO4·H2O等盐能够形成初级晶核的初级成盐区与溶解平衡相区存在明显偏离,其中K2SO4成盐区域缩小,而Leonite和MgSO4·H2O结晶区域均有不同程度的增大;（2）在蒸发结晶过程中,成盐晶种的存在使该盐的成盐区比初级成盐区有所扩展;（3）由于成盐区的扩展,使成盐区域出现不同程度的交错.在交错区域成盐的种类取决于晶种的种类,即存在条件成盐区,这是非平衡态成盐相关系区别于平衡相图和介稳相图的特征区域.

K2SO4(NH4)2SO4H2O三元体系溶解度测定及应用

对35℃条件下K2SO4 (NH4)2SO4 H2O三元体系的相平衡进行了测定,并绘制了等温相图.结果表明,该体系是一个含有(K,NH4)2SO4固溶体的体系.在此基础上进一步分析了两种提高固溶体中K2SO4含量的方案,可为工业化生产提供参考.

LaB_3O_6-CaB_4O_7赝二元体系相图的初步研究

本文通过X射线粉末衍射和差热分析等方法研究了LaB3 O6 CaB4O7赝二元体系相图。LaB3 O6 CaB4O7赝二元体系中除了LaB3 O6和CaB4O7外只存在化合物CaLa2 B10 O19,它是一种非同成分熔融的化合物 ,转熔温度约 10 4 7℃ ,在此温度下液相、LaB3 O6和CaLa2 B10 O19之间发生包晶反应。在温度 96 7℃左右 ,存在CaB4O7、CaLa2 B10 O19和液相之间的共晶反应 ,共晶点的成分约 87mol%CaB4O7。根据所得到的结果 ,采用高温溶液生长法 ,选择摩尔比CaB4O7∶CaLa2 B10 O19分别为 1∶1、1.5∶1和 2∶1三种不同浓度的熔盐体系来生长CaLa2 B10 O19,结果都可以长出CaLa2 B10 O19晶体。

25℃MgCl_2-MgBr_2-H_2O水盐体系相平衡的研究

以 ２５℃ＭｇＣｌ２－ＭｇＢｒ２－Ｈ２Ｏ体系为研究对象，进行含固溶体水盐体系热力学相平衡的 研究，测定了该体系的固液相平衡组成，并绘制了相图．由于该体系各组分含量较难确定， 所以将直线法进行推导应用在此体系中，配合湿渣法和Ｘ射线衍射，从而确定了平衡时 固、液相的组成．

50℃时 P_2O_5-MgO-NH_3-H_2O 四元体系相平衡研究

本文测定了 P_2O_5-MgO-NH_3-H_2O 四元体系在50℃时的相平衡数据,绘出了干盐相图.应用Pitzer 电解质溶液理论进行了活度系数关联,计算了所研究体系在50℃时的相平衡数据.

Al-TiO_2-C体系热力学分析及Al_2O_3-TiC复相陶瓷的燃烧合成

对Al-TiO2 -C燃烧合成体系进行了热力学计算 ,并利用Al-O -N、Ti-O -N、C -O -N三个体系的叠加优势区相图分析了该燃烧合成体系的平衡产物相。结果表明 ,Al -TiO2 -C燃烧合成体系的绝热燃烧温度为 2 398K ,燃烧合成平衡相为Al2 O3和TiC。XRD检测结果与热力学分析结果相吻合 ,说明该燃烧合成反应进行得较为彻底 ,证实热力学分析结果可信。原位生成的Al2 O3和TiC两相分布较均匀 ,燃烧合成产物疏松多孔 ,易于通过球磨方式达到破碎。

低氧分压条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系热力学性质的研究

以促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体生成的非均相脱磷工艺被视为未来实现转炉少渣冶炼的重要手段,但目前相关渣系热力学性质的研究较少,不能为合理解释非均相渣脱磷的机理提供理论依据.为此,本文利用FactSage热力学软件绘制了低氧分压(1mPa)条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系及其子体系的热力学相图,分析了不同温度下相平衡关系及液相线的变化规律.研究结果表明:升高温度可使体系中液相区及Ca_3(PO_4)_2初晶区的范围扩大,但会导致α'-Ca_2SiO_4的初晶区缩小以及Ca_2Fe_2O_5等物相的消失;降低氧分压可使体系的液相区缩小,并向高FeO的方向收缩;CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系中存在较大的α'-Ca_2SiO_4与Ca_3(PO_4)_2共存区,尤其是α'-Ca_2SiO_4,Ca_3(PO_4)_2与Ca_2Fe_2O_5的三相共存区可极大地促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体的生成.

Al2O3-ZrO2-SiO2系相关系的再研究

借助高分辨力FESEM-EDS重新研究了Al2O3-ZrO2-SiO2系相关系。研究结果认为:1.在A-Z-M分系的ZrO2含量(w)分别为30.00%和33.26%,Al2O3、SiO2物质的量比分别为1.50和1.75的2个试样中,没有发现莫来石-刚玉-ZrO2三元共晶,只发现莫来石-ZrO2(M+Z)二元共晶;(M+Z)共晶在形态上保持莫来石基晶的结晶习性,呈微米级共晶和纳米级共晶。2)在组成落在ZS-M连线上,Al2O3、SiO2物质的量比分别为0.26、0.59、0.80、1.10的4个试样中,均没有发现锆英石晶相,均有初晶ZrO2、莫来石和玻璃相;随着Al2O3、SiO2物质的量比增大,莫来石增多、增大,并且出现少量的(M+Z)共晶,玻璃相中析出纳米级t-ZrO2晶。3)M-ZS-S分系的SiO2含量为90%(w)的试样在1600℃保温3h热处理条件下均熔,自然冷凝后呈玻璃态,并发生纳米-亚微米级t-ZrO2析晶;没有发现所谓的锆英石-莫来石-方石英三元共晶。