K+、Mg2+--Cl-、SO42-H2O體系75℃非平衡態(tài)成鹽特征及其動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究.pdf

1、水鹽體系介穩(wěn)相圖偏離平衡相圖的事實(shí)已由前人研究證明，而對(duì)高溫條件下介穩(wěn)相圖的研究則相對(duì)較少，相關(guān)數(shù)據(jù)也比較缺乏。工業(yè)實(shí)踐和近年來的相關(guān)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(guān)系區(qū)別于平衡態(tài)和介穩(wěn)態(tài)的固液相關(guān)系，提出將沸騰蒸發(fā)狀態(tài)下的水鹽體系相關(guān)系研究擴(kuò)展到非平衡熱力學(xué)范疇，并從結(jié)晶動(dòng)力學(xué)角度來研究非平衡相關(guān)系機(jī)理。
　　本研究采用120℃恒溫?zé)嵩?/p>

2、，恒定攪拌速率，75℃恒溫沸騰，平均蒸發(fā)強(qiáng)度為1.8-2.4g/(L·min)(water)等控制條件，通過監(jiān)測初始析鹽點(diǎn)和固相析出后固液相組成隨蒸發(fā)進(jìn)程的變化，對(duì)四元體系K+、Mg2+//Cl-、SO42--H2O進(jìn)行了恒溫沸騰蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，得到了該體系中KCl、K2SO4和復(fù)鹽鉀鎂礬(Leonite)在實(shí)驗(yàn)條件下的成鹽相區(qū)，并考察了晶種、過飽和度和平衡時(shí)間對(duì)成鹽相區(qū)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)在實(shí)驗(yàn)條件下，四元體系K+、

3、Mg2+//Cl-、SO42--H2O中KCl、K2SO4和Leonite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:KCl成鹽區(qū)域向K2SO4、復(fù)鹽鉀鎂礬(Leonite)、復(fù)鹽無水鉀鎂礬（Langbeinite）和復(fù)鹽鉀鹽鎂礬(Kainite)在平衡相圖中的成鹽區(qū)域均有擴(kuò)展，其面積由在平衡相圖中的1019擴(kuò)展到1594;K2SO4成鹽區(qū)域面積由原來的4979縮小為4690;復(fù)鹽Leonite的成鹽區(qū)域向K2SO4和復(fù)鹽Langb

4、einite在平衡相圖的成鹽相區(qū)有所擴(kuò)展，但在與KCl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1736擴(kuò)展為2836。
　　(2)在相稱共飽線上，即使兩種鹽同時(shí)析出，但因成鹽速率差異，液相的運(yùn)動(dòng)軌跡并不在平衡相圖的共飽線上。
　　(3)在非平衡條件下，在無K2SO4品種存在的情況下，K2SO4成鹽區(qū)域?qū)?huì)繼續(xù)縮小;復(fù)鹽Leonite能夠在實(shí)驗(yàn)條件下所得的成鹽區(qū)域中穩(wěn)定存在，它的轉(zhuǎn)化需要足夠的過飽和度或者足夠的時(shí)間