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相图和相平衡是卤水资源开发利用的理论依据,本文采用较为成熟的Pitzer电解质溶液理论模型对含四硼水盐体系的相平衡进行了理论计算。重点归纳包括了:国内外含硼水盐体系相平衡的研究现状,粒子群算法和MATLAB计算软件的介绍,Pitzer模型以及五元体系Na+,K+//Cl-,SO42-,B4O72--H2O子体系的理论计算,指出了存在的相关问题。
本文应用Pitzer电解质理论在298K时五元体系Na+,K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O中所含的子体系进行了理论计算,完成体系如下:2个简单四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O和K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O,2个交互四元体系的Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O和Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O。
利用三元体系在298K时K+//B4O72-,SO42--H2O和Na+//B4O72-,SO42--H2O相平衡溶解度数据,采用Pitzer电解质溶液理论模型,应用多元线性回归的方法拟合了该体系中所需盐的混合离子参数ΨK,SO4,B4O7,ΨNa,SO4,B4O7。这些相关参数为四元体系的理论计算提供所需数据。
应用Pitzer方程计算了298K条件下四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O和K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O相平衡溶解度数据,将其绘制成相图。把实验数据和理论数据做了对比,发现模型预测的理论值比实际的实验数据要小,并对产生误差的原因作了详细讨论。上述两个简单四元体系均为简单共饱和体系,曲线理论计算相区分布与实验数据相区分布大致相同。四元体系K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O有一个共饱点,三个结晶相区,三条单变量曲线,四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O有四个结晶相区,五条单变量曲线,两个共饱点。
利用Pitzer电解质溶液理论模型计算了在298K时的四元体系Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O和Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O溶解度数据。将实验数据绘制成的相图与模拟计算数据绘制成的相图对比发现,相图基本吻合。上述两个四元体系均为交互共饱和体系。四元体系Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O有Na2SO4·3K2SO4复盐生成,相图中有七条单变量曲线,五个结晶相区,三个四元共饱点。四元体系Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O没有复盐生成,相图中有五个结晶相区,两个四元共饱点,五条单变量曲线。表明Pitzer理论方程对川西地下卤水体系的子体系Na+,K+//Cl-,SO42-,B4O72--H2O体系理论计算是适用的。
本文应用Pitzer电解质理论在298K时五元体系Na+,K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O中所含的子体系进行了理论计算,完成体系如下:2个简单四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O和K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O,2个交互四元体系的Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O和Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O。
利用三元体系在298K时K+//B4O72-,SO42--H2O和Na+//B4O72-,SO42--H2O相平衡溶解度数据,采用Pitzer电解质溶液理论模型,应用多元线性回归的方法拟合了该体系中所需盐的混合离子参数ΨK,SO4,B4O7,ΨNa,SO4,B4O7。这些相关参数为四元体系的理论计算提供所需数据。
应用Pitzer方程计算了298K条件下四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O和K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O相平衡溶解度数据,将其绘制成相图。把实验数据和理论数据做了对比,发现模型预测的理论值比实际的实验数据要小,并对产生误差的原因作了详细讨论。上述两个简单四元体系均为简单共饱和体系,曲线理论计算相区分布与实验数据相区分布大致相同。四元体系K+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O有一个共饱点,三个结晶相区,三条单变量曲线,四元体系Na+//Cl-,B4O72-,SO42--H2O有四个结晶相区,五条单变量曲线,两个共饱点。
利用Pitzer电解质溶液理论模型计算了在298K时的四元体系Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O和Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O溶解度数据。将实验数据绘制成的相图与模拟计算数据绘制成的相图对比发现,相图基本吻合。上述两个四元体系均为交互共饱和体系。四元体系Na+,K+//B4O72-,SO42--H2O有Na2SO4·3K2SO4复盐生成,相图中有七条单变量曲线,五个结晶相区,三个四元共饱点。四元体系Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O没有复盐生成,相图中有五个结晶相区,两个四元共饱点,五条单变量曲线。表明Pitzer理论方程对川西地下卤水体系的子体系Na+,K+//Cl-,SO42-,B4O72--H2O体系理论计算是适用的。