k、mg2cl、so42h2o體系75℃非平衡態(tài)成鹽特征及其動力學機理研究

1、分類號：0 6 4 2 ．4密級：( 秘密、機密、絕密)學校代碼：1 0 0 5 7研究生學號：0 9 8 3 6 0 0 5F 、M g “／／C I - 、S 0 4 2 - _ H 2 0 體系7 5 。C t E 平衡態(tài)成鹽特征及其動力學機理研究N o n - e q u i l i b r i u m B e h a v i o r s a n d D y n a m i c s M e c h a n i s m o fS

2、a l t —f o r m i n g i nB o i l i n g E v a p o r a t i o n P r o c e s s f o r t h eS y s t e mo fl f 、M 9 2 + ／／C I - 、S 0 4 2 - _ H 2 0a t 7 5 “ ( 2專業(yè)名稱：海洋化學指導教師姓名：周桓教授研究生姓名：張紅麗申請學位級別：理學碩士論文提交日期：2 0 1 2 年2 月論文課題來源：天津市

3、自然科學基金項目學位授予單位：天津科技大學摘 要水鹽體系介穩(wěn)相圖偏離平衡相圖的事實己由前人研究證明，而對高溫條件下介穩(wěn)相圖的研究則相對較少，相關數(shù)據(jù)也比較缺乏。工業(yè)實踐和近年來的相關研究證明：在高溫沸騰蒸發(fā)條件下，海水亞型體系的某些成鹽相區(qū)明顯地偏離平衡相圖，而且不能用介穩(wěn)相圖很好地描述?？紤]到這種固液相關系區(qū)別于平衡態(tài)和介穩(wěn)態(tài)的固液相關系，提出將沸騰蒸發(fā)狀態(tài)下的水鹽體系相關系研究擴展到非平衡熱力學范疇，并從結晶動力學角度來研究非平衡相

4、關系機理。本研究采用1 2 0 。C 恒溫熱源，恒定攪拌速率，7 5 。C 恒溫沸騰，平均蒸發(fā)強度為1 ．8 ．2 ．4 趴L ·m i n ) ( w a t e r ) 等控制條件，通過監(jiān)測初始析鹽點和固相析出后固液相組成隨蒸發(fā)進程的變化，對四元體系K + 、M 9 2 + ／／C I ’、S 0 4 2 - - H 2 0 進行了恒溫沸騰蒸發(fā)結晶實驗，得到了該體系中K C I 、K 2 S 0 4 和復鹽鉀鎂礬( L e

5、 o n i t e ) 在實驗條件下的成鹽相區(qū)，并考察了晶種、過飽和度和平衡時間對成鹽相區(qū)的影響。實驗結果表明：( 1 ) 在實驗條件下，四元體系K + 、M 9 2 + ／／C 1 ’、S 0 4 2 - - H 2 0 中K C l 、K 2 S 0 4 和L e o n i t e的成鹽相區(qū)與其在平衡相圖中的成鹽相區(qū)有顯著區(qū)別：K C I 成鹽區(qū)域向K R S 0 4 、復鹽鉀鎂礬( L e o n i t e ) 、復鹽無水鉀

6、鎂礬( L a n g b e i n i t e ) 和復鹽鉀鹽鎂礬( K a i n i t e ) 在平衡相圖中的成鹽區(qū)域均有擴展，其面積由在平衡相圖中的1 0 1 9 擴展到1 5 9 4 ；K 2 S 0 4 成鹽區(qū)域面積由原來的4 9 7 9 縮小為4 6 9 0 ；復鹽L e o n i t e 的成鹽區(qū)域向K 2 S 0 4 和復鹽L a n g b e i n i t e 在平衡相圖的成鹽相區(qū)有所擴展，但在與K C I

7、 平衡相區(qū)的邊界處發(fā)生收縮，其相區(qū)面積由在平衡相圖中的1 7 3 6 擴展為2 8 3 6 。( 2 ) 在相稱共飽線上，即使兩種鹽同時析出，但因成鹽速率差異，液相的運動軌跡并不在平衡相圖的共飽線上。( 3 ) 在非平衡條件下，在無K z S 0 4 品種存在的情況下，K 2 S 0 4 成鹽區(qū)域將會繼續(xù)縮?。粡望}L e o n i t e 能夠在實驗條件下所得的成鹽區(qū)域中穩(wěn)定存在，它的轉化需要足夠的過飽和度或者足夠的時間。本研究測定了