范文一：K2O—Nb2O5—H2O三元水盐体系相图

K2O—Nb2O5—H2O三元水盐体系相图 第56卷第3期

2005年3月

化工

JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)

Vo1.j6NO.3

March2OO5

K2O—NbO5一H2o三元水盐体系相图

周宏明,张懿,郑诗礼

(中国科学院过程工程研究所.北京100080)

摘要:采用等温溶解度法研究了30?和8O?时KzO-NbzOs—H!O三元水盐体系

并绘成了相应的 的平衡溶解度.

相图.为氢氧化钾亚熔盐法处理低品位难分解铌钽矿的清洁冶金新工艺中涉及的氢氧化钾一水合六铌酸钾结晶分

离提供了依据.

关键词:水合六铌酸钾;溶解度;氢氧化钾;相图

中图分类号:O642.42文献标识码:A文章编号:O438—1157(2005)O3—0387—05 PhasediagramofK2O-Nb205一H20ternarysalt—watersystem ZHOUHongming,ZHANGYi,ZHENGShili (InstituteofProcessEngineering,ChineseAcadem3roJ,Sciences,Beijing100080?Chi77a)

Abstract:ThesolubilitiesoftheK2O—Nb2oj—H2Oternarysaltwatersystemwerestudiedat30?and

8O?byisothermalmethod,andthecorrespondingequilibriumdiagramwasplotted.Theseresults

might

beusedasthebasisofcrystallizingseparationofpotassiumhexaniobateandK()Hinvolvedint

hedisposal

oflowgraderefractoryniobium—

tantalumorebytheKoHsubmoltenmethodinthecleanmetallurgy

procesS.

Keywords:potassiumhexaniobate;solubility;KoH;phasediagram'

引言

铌,钽属于稀有贵重金属,被广泛应用于钢

铁,电子工业,航空,低温超导和核工业等领

域?l].目前,国内外铌钽湿法冶金普遍采用的氢 氟酸分解法不仅会产生大量的含氟废气,废液 和废渣,造成严重的氟污染,且不适于处理具有我 国特色的大宗低品位铌钽矿.因此,亟需开发能清 洁利用低品位,难分解铌钽原料的新工艺.为此, 中国科学院过程工程研究所提出了铌钽氢氧化钾亚 熔盐驯清洁冶金新工艺,结果表明新工艺对低品 位难分解铌钽矿的分解率比氢氟酸分解法的分解率 高15以上口,接近理论分解率,极大地提高了 2003—11—18收到初稿,2004—01—07收到修改稿. 联系人:张懿.第一作者:周宏明(1974一),男,博士研 究生.

基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2001AA647010);

国家自然科学基金项目(20306031). 铌钽资源利用率,具有良好的应用前景.

在新工艺中系先将铌钽矿中的铌制成可溶性的 水合六铌酸钾(4K.O?3Nb:O?H:O),然后通

过结晶使水合六铌酸钾与氢氧化钾及其他杂质组分 分离后作为制备其他铌系列产品的中间体.因此, 研究水合六铌酸钾在KoH溶液中的溶解度具有非 常重要的意义.而有关可溶性的水合六铌酸钾在 KoH溶液中溶解度的研究还很不全面,文献[11]

测定了4KO?3Nb:Oj?7.5H:o在温度为9O?,

KOH浓度为4.5,7.5,11.2tool?I时的水溶

液中的溶解度分别为12O,59,21g?I.文献

[12]报道了4K:O?3NbOj?16H!O在3O?的

KCO.水溶液中的溶解度,随K:CO.浓度的上

Receiveddate:2003,11—18.

Correspondingauthor:Prof.ZHANGYi.E—mail:yizh@ home.ipe.ac.cn

Foundationitem:supportedbytheNationalHighTechnology

DevelopmentProgramofChina(2001AA647010)andtheNationa1

Natura1ScienceFoundationofChina(2O3O6031).

?388?化工第56卷

升,其溶解度急速下降.文献[12]还报道了25?

时,7KO?6Nb()?27H!O在水溶液中的溶解度

文献[13,14]认为当溶液pH 为55.08无水盐.

值大于13时.水合六铌酸钾在氢氧化钾溶液中是

以六核铌酸根([Nb.O.:】s)的形式存在,并可

以同样的形式结晶析出.为使水合六铌酸钾和氢氧

化钾得到有效分离,本文对水合六铌酸钾在氢氧化

钾溶液中的溶解度进行了研究,对新工艺的介质循

环使用和深层研究具有理论和实际意义.

1实验

1.1主要试剂和仪器

4K2O?3Nb!Oj?10HO采用高纯五氧化二铌

与氢氧化钾反应制备.其化学组成经分析川j后.

结果如表1所示.

Table1Chemicalcompositionofpotassium

niobate/;(nlass)

高纯五氧化二铌,纯度99.99以上,宁夏东 方钽业股份有限公司提供;氢氧化钾,AR;硫酸, AR;氢氧化钠,AR;去离子水.HZ9212S型水 浴恒温振荡器,控温范围:室温,99?;D/ Max-?C全自动X粉晶衍射仪(日本理学), 5(.)?min,全扫描;岛津ICPQ100型等离子 体光量计及其配件CTM50型单色扫描仪组成的 电感耦合等离子发光分光分析(ICPAES分析) 装置.

1.2实验及分析方法

将所制备的4K!O?3Nb!()j?10H!O,氢氧化 钾和去离子水按一定比例混合于100ml的硬质塑 料瓶中,置于水浴恒温振荡器中.为保证体系达到 平衡,分别在30.C(-0.1?)和80?(?0.5?) 进行恒温振荡3,5d",然后保温放置澄清.取 液相时,将取样管预热至平衡温度,而后迅速插入 清液层,吸取2,3ml液体,放人已恒重的称量瓶 中,然后精确称量该称量瓶.再将其中的液体稀释 至100ml容量瓶中待分析;将塑料瓶中的液相吸 干,精确称量湿渣后,溶解稀释于1()()ml容量瓶 中待分析.

Nb!Oj含量的测定:取一定量待测液,稀释 至铌含量为10mg?I左右.用ICP—AES法一 测定其中的铌含量.

K:O含量的测定:移取25ml待测液,以甲基 红为指示剂,用0.2mol?I的硫酸标准溶液滴 定至过量,沉淀出铌氢氧化物.过滤后滤液用0.1 mol?I_1的NaOH标准溶液滴定,K!O含量通过 计算所消耗H:SO的量来确定.样品中的水分用

差减法计算.

平衡固相组成的确定采用"直线外推法"和 "湿渣结线法",并辅以X射线衍射加以分析. 2数据的处理方法_1

本工作研究的K【)H一4K:O?3Nb?Oj?H:O— H!O三元水盐体系,由于前两种物质都含K一,所 Table2SolubilitydataofK2O-Nb~O5一H2Osystemat30?

第3期周宏明等:K!O-Nb0一H0三元水盐体系相图?389?

Table3DeterminationofequilibriumsolidphaseofK2O-Nb20s—H20systemat30?

以体系可简化为K:ONb.Oj—HO三元水盐体系. 数据处理以实验测得的30?时的数据为例来说明. 以W和w分别代表KO和NbO;的质量分数, 由表2中数据可作出图1,对于图1中的各平衡固 相及组成可通过以下方法来进一步验证和确定,这 要比单纯的湿渣法得到的结果可靠.

2.1平衡固相组成的确定

对于图1中平衡固相A的组成点,可通过两 条直线方程L.w和L:w.来求其交点,以表3中 的两组数据为例,解出其交点的w,和w.的值, 列在表3中平衡固相组成的计算值一栏中.毫无疑 问,这样计算求得的平衡固相的组成比图解法要准 确,对偏离理论值的程度也有一个量的概念.平衡 固相的X射线衍射结果见图2.

Fig.1PhasediagramofK2O-Nb~05一H20systemat30? Fig.2XRDpatternof4K2O?3Nb2O?10H!()

2.2直线外推法

由以上分析可知,通过计算所得的平衡固相组 成与4K:O?3Nb.Oj?10HO的理论组成非常接

近,但这只是通过其中两条湿渣线的交点得出的结 果,其他湿渣线是否也通过该交点,可通过直线外 推法来进行验证.例如图1中湿渣线L.w.与直线 W,一27.82的交点的坐标值,即当W,一

27.82时的w值,如果求得的w值等于或接 近58.89,可以断定湿渣线L.w.是通过点A. 即平衡固相为纯组分4K:O?3NbO.?10H!O.

以实验测得的30?数据作为例子,w值计 算结果列在表2中最后一栏.从表2中计算出的湿 渣线与直线W.,:27.82的交点来看.计算结果 与理论值基本一致.

3结果与讨论

30?时K:O—Nb?Oj—H:O体系的溶解度数据 和相图已在以上讨论中列出并用数学方法进行了验 证.该体系80?时的实验数据亦同样得以验证, 此处不再赘述,只列出其溶解度数据(见表4), 绘制出相图(见图3),平衡固相的X射线衍射分 析见图4,并结合3O?时的溶解度数据讨论水合 六铌酸钾与K()H的分离问题.

从表4的实验结果可知,4KO?3NbO;? 10H:O在80?的KOH溶液中的平衡固相为 4K:O?3Nb.Oj?7.5H(),说明水合六铌酸钾的 结晶水数目随平衡温度的升高而减少.比较图1和 图3可发现,水合六铌酸钾在KOH溶液中的溶解 度随KOH浓度和溶液温度的变化都比较明显,可 采用结晶的方法使水合六铌酸钾与KOH分离.新 工艺中水合六铌酸钾在浸出后,浸出液中K?O的 浓度为6左右,温度为80?左右"],在此条件 下若只采用冷却结晶很难使溶液中的水合六铌酸钾

全部结晶析出;图3表明,单纯采用提高K?()浓 度的方法,则K:O浓度至少需在40以上才能使 大部分水合六铌酸钾从溶液中析出.这将大大增加 KOH在工艺流程中的循环量.为提高水合六铌 酸钾的结晶率和减少KOH的循环量,宜采用蒸发一

?39O?化工第56卷

Table4SolubilitydataofK2O-Nb~Os-H2Osystemat80? 冷却和调碱相结合的结晶方法使水合六铌酸钾结晶 析出.

Fig.3PhasediagramofK2O-Nb2O5一H2O systemat80?

Nb2Oj—H.O体系的相图;

(2)溶解度曲线受温度和KOH浓度的影响较 大,在后续工艺中可采取蒸发一冷却和调碱相结合 的结晶方法分离水合六铌酸钾和KOH. References

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

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Fig.4XRDpatternof4K2O?3Nb2()5?7.5H2()[8]

4结论

(1)测定了温度为30?和80?时K()I[9] MillerGI.TantaIunlandNiobiUn1.Iondon:Butterworths

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舳?加????加加

_cu_c一

第3期周宏明等:KO-Nb.Os—HzO三元水盐体系相图?39J?

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ZhouHongming(周宏明),ZhengShili(郑诗礼),ZhangYi (张懿).CN20031O100023.1

四川大学化工学院

浙江大学化学工程与生物工程学系

大连理工大学化工学院

北京化工大学

浙江工业大学化工学院

湘潭大学化工学院

上海化工研究院

上海交通大学化学化工学院

华南理工大学化工学院

武汉化工学院

石油大学(北京)

范文二：K_2O_Nb_2O_5_H_2O三元水盐体系相图

研究论文K2 O2Nb2 O52H2 O 三元水盐体系相图

周宏明 , 张 懿 , 郑诗礼

( ) 中国科学院过程工程研究所 , 北京 100080

摘要 : 采用等温溶解度法研究了 30 ?和 80 ?时 K2 O2N b2 O52 H2 O 三元水盐体系的平衡溶解度 , 并绘成了相应的

相图 . 为氢氧化钾亚熔盐法处理低品位难分解铌钽矿的清洁冶金新工艺中涉及的氢氧化钾2水合六铌酸钾结晶

分 离提供了依据 .

关键词 : 水合六铌酸钾 ; 溶解度 ; 氢氧化钾 ; 相图 + () 文章编号 : 0438 - 1157 200503 - 0387 - 05 中图分类号 : O 6421 4 2 文献标识码 : A

Pha se dia gra m of K2 O2Nb2 O52H2 O t e rna ry salt2wat e r sy st e m

ZHOU Ho ngming , ZHAN G Yi , ZHEN G Shili

( )I ns t i t ute o f P rocess En g i nee ri n g , Chi nese A ca dem y o f S cie nces , B ei j i n g 100080 , Chi n a

2 O2N b2 O5 2H2 O t e r na r y salt2wat er sy st e m were st udie d at 30 ? a nd KAb stra ct : The sol ubilitie s of t he

80 ? by i so t he r mal met ho d , a nd t he co r re spo ndi ng equili bri um dia gra m wa s p lo t t e d. The se re sult s mi ght be u sed a s t he ba si s of cr yst allizi ng sep a ratio n of po t a ssi um he xa nio bat e a nd KO H i nvol ved i n t he di spo sal of lo w2gra de ref racto r y nio bi um2t a nt al um o re by t he KO H sub2molt e n met ho d i n t he clea n met all ur gy p roce ss.

Ke y wo rd s : po t a ssi um he xa nio bat e ; sol ubilit y ; KO H ; p ha se dia gra m

铌钽资源利用率 , 具有良好的应用前景. 引 言 在新工艺中系先将铌钽矿中的铌制成可溶性的 () 水合六铌酸钾 4 KO 3?N bO?n HO, 然后通 2 2 5 2 过铌 、钽属于稀 有 贵 重 金 属 , 被 广 泛 应 用 于 钢 结晶使水合六铌酸钾与氢氧化钾及其他杂质组分 分铁 、电 子 工 业 、航 空 、低 温 超 导 和 核 工 业 等 领 离后作为制备其他铌系列产品的中间体 . 因此 , 研[ 1,3 ] 域. 目前 , 国内外铌钽湿法冶金普遍采用的氢 究水合六铌酸钾在 KO H 溶液中的溶解度具有非 常[ 4,7 ] 重要的意义. 而 有关 可 溶性 的水 合六 铌 酸钾 在 氟酸分解法不仅会产生大量的含氟废气 、废液

KO H 溶液中溶解度的研究还很不全面 , 文献 [ 11 ] 和废渣 , 造成严重的氟污染 , 且不适于处理具有我

国特色的大宗低品位铌钽矿. 因此 , 亟需开发能清

洁利用低品位 、难分解铌钽原料的新工艺 . 为此 ,4 K2 O 3?N b2 O5 7?1 5 H2 O 在温度为 90 测定了 ?、

- 1 KO H 浓度为 41 5 、71 5 、111 2 mol ?L 时的水溶 中国科学院过程工程研究所提出了铌钽氢氧化钾亚

[ 8 ,9 ] - 1 液中的溶解度分别为 120 、59 、21 g ?L . 文 献熔盐清洁冶金新工艺 , 结果表明新工艺对低品

[ 12 ]报道 了 4 KO ?3N bO?16 HO 在 30 ?的2 2 5 2 位难分解铌钽矿的分解率比氢氟酸分解法的分解率

[ 10 ] K2 CO3 水溶 液 中 的 溶 解 度 , 随 K2 CO3 浓 度 的 上 高 15 %以上, 接近理论分解率 , 极大地提高了

Re ceive d dat e : 2003 - 11 - 18 . 收到初稿 , 2004 - 01 - 07 收到修改稿. 2003 - 11 - 18 Corre spo nding autho r : Prof . ZHA N G Yi . E - mail : yizh @ ( ) 联系人 : 张 懿. 第 一 作 者 : 周 宏 明 1974 —, 男 , 博 士 研 ho me1 ip e1 ac1 cn 究生. Fo undatio n it e m : suppo rt ed by t he Natio nal High Technolo gy ( ) 2001 A A647010; 基金项目 : 国家高技术研究发展计划项目 ( ) Develop ment Pro gra m of Chi na 2001A A647010a nd t he Natio nal ( ) 国家自然科学基金项目 20306031. ( ) Nat ural Science Fo undatio n of Chi na 20306031.

化 工 学 报 第 56 卷 ?388 ?

升 , 其溶解度急速下降 . 文献 [ 12 ] 还报道了 25 ? . 装置

11 2 实验及分析方法 时 , 7 KO 6?N bO2?7 HO 在水溶液中的溶解度 2 2 5 2 为

将所制备的 4 KO 3?N bO1?0 HO 、氢氧化 551 08 %无水盐. 文献 [ 13 , 14 ] 认为当溶液 p H 2 2 5 2 钾

值大于 13 时 , 水合六铌酸钾在氢氧化钾溶液中是和去离子水按一定比例混合于 100 ml 的硬质塑 8 - ( 以六核铌酸根 [ N bO]) 的形式存在 , 并可 6 19 料瓶中 , 置于水浴恒温振荡器中. 为保证体系达到

( ) ( ) 以同样的形式结晶析出 . 为使水合六铌酸钾和氢氧 平衡 , 分别在 30 ? ?011 ?和 80 ? ?01 5 ?

[ 11 ] 化钾得到有效分离 , 本文对水合六铌酸钾在氢氧化 进行恒温振荡 3 , 5 d, 然后保温放置澄清 . 取

钾溶液中的溶解度进行了研究 , 对新工艺的介质循液相时 , 将取样管预热至平衡温度 , 而后迅速插入

环使用和深层研究具有理论和实际意义. 清液层 , 吸取 2,3 ml 液体 , 放入已恒重的称量瓶

中 , 然后精确称量该称量瓶 , 再将其中的液体稀释 实 验 1至 100 ml 容量瓶中待分析 ; 将塑料瓶中的液相吸

11 1 主要试剂和仪器 干 , 精确称量湿渣后 , 溶解稀释于 100 ml 容量瓶

4 KO 3?N bO1?0 HO 采用高纯五氧化二铌 中待分析 .2 2 5 2 与

[ 11 ,15 ] N bO含 量 的 测 定 : 取 一 定 量 待 测 液 , 稀 释 氢氧化钾反应制备 . 其化学组成经分析后 , 2 5

- 1 [ 15 ] 结果如表 1 所示.至铌含量为 10 mg ?L 左右 , 用 IC P2A ES 法 测定其中的铌含量.Ta ble 1 Chemical composition of potassium

K2 O 含量的测定 : 移取 25 ml 待测液 , 以甲基 ( )niobate/ % ma ss - 1 红为指示剂 , 用 01 2 mol ?L 的硫酸标准溶液滴 4 K2 O 3?N b2 O5 1?0 H2 O KON bOHO2 2 5 2

定至过量 , 沉淀出铌氢氧化物 , 过滤后滤液用 01 1 a nal ytical val ue 271 96 581 73 131 31 - 1 t heo retical val ue 271 82 581 98 131 29 mol ?L 的 NaO H 标准溶液滴定 , KO 含量通过2

计算所消耗 H2 SO4 的量来确定 . 样品中的水分用 高纯五氧化二铌 , 纯度 991 99 %以上 , 宁夏东 差减法计算 .方钽业股份有限公司提供 ; 氢氧化钾 , A R ; 硫酸 , 平衡 固 相组 成的 确 定采 用 “直 线外 推法”和 A R ; 氢氧化钠 , A R ; 去离子水 . H Z29212 S 型水 [ 16 ,17 ] “湿渣结线法”, 并辅以 X 射线衍射加以分析 .浴 恒 温 振 荡 器 , : 室 温 , 99 ?; D/ 控 温 范 围

[ 18 ]( ) X ,粉 晶 衍 射 仪 日 本 理 学 Max2 ?C全 自 动数据的处理方法 2 - 1 ) (5 ??mi n , 全扫描 ; 岛津 IC PQ2100 型等离子

本工作研究的 KO H24 K2 O 3?N b2 O5 ?n H2 O2 体光量计及其配件 C TM250 型 单色 扫描 仪组 成 的 + H2 O 三元水盐体系 , 由于前两种物质都含 K, 所( )电感耦 合 等 离 子 发 光 分 光 分 析 IC P2A ES 分 析

Ta ble 2 Solubil ity data of KO2NbO2 HO system at 30? 2 2 52

Co mpo sitio n of wet solid Co mpo sitio n of liquid Poi nt of i nt er sectio n ( ) ( )p ha se/ % ma ss / % ma ss of wet solid li ne 1 Equili bri um solid p ha se No

a nd W A = 271 82 % KON bO H OKON bOHO2 2 5 2 2 2 5 2

4 K2 O 3? N b2 O5 1?0 H2 O 41 06 1 37 1 57 1 81 1 77 1 42 1 70 % 1 49112226461

4 KO 3? N bO1?0 HO2 71 23 21 93 891 84 151 04 241 18 601 78 611 15 % 2 2 5 2

3 101 74 21 36 861 6 171 24 231 97 581 79 4 KO 3? N bO1?0 HO601 74 % 2 2 5 2

151 64 11 77 821 59 201 56 241 83 541 61 4 KO 3? N bO1?0 HO601 55 % 4 2 2 5 2

5 211 33 11 59 771 08 241 09 251 95 491 96 4 KO 3? N bO1?0 HO601 59 % 2 2 5 2

6 251 0 01 15 741 85 261 21 251 16 481 63 4 KO 3? N bO?10 HO601 61 % 2 2 5 2

4 KO 3? N bO1?0 HO7 311 47 01 027 681 5 291 62 291 68 401 70 611 45 % 2 2 5 2

8 4 KO 3? N bO1?0 HO351 1 01 0198 641 88 321 36 221 09 451 55 591 77 % 2 2 5 2

4 KO 3? N bO1?0 HO 9 381 56 01 0093 611 43 351 41 171 39 471 2 601 05 % 2 2 5 2

10 401 45 01 0078 591 54 371 01 161 24 461 75 4 KO 3? N bO1?0 HO601 95 % 2 2 5 2

11 4 KO 3? N bO1?0 HO431 38 01 0076 561 61 391 21 151 87 441 92 601 59 % 2 2 5 2

4 KO 3?N bO1?0 HO + KO H 2? HO G 2 2 5 2 2 461 92 01 0051 531 07 411 49 161 74 411 77 621 13 % C 461 8 0 531 2 511 14 0 481 86 KO H ?2 H 2 O

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2 O2N b2 O52H2 O 三元水盐体系相图 K第 3 期 周宏明等 : ?389 ?

Ta ble 3 Determination of equil ibrium sol id phase of KO2NbO2HO system at 302 2 5 2 ?

Co mpo sitio n of liquid Co mpo sitio n of wet Calculat ed Theo retical Equili bri u m solid ( ) ( )p ha se/ % ma ss solid/ % ma ss val ue of val ue of equili bri u m No1 p ha se solid p ha se equili bri u m solid p ha se KON bOKON bO2 2 5 2 2 5

2 O 3? N b2 O 5 1?0 H 2 O 4 K1 101 74 21 36 171 24 231 97 X = 271 85 % X = 271 82 % 2 251 0 01 15 261 21 251 16 4 K2 O ?3 N b2 O 5 1?0 H 2 O Y = 591 16 % Y = 581 98 %

以体系可简化为 K2 O2N b2 O5 2H2 O 三元水盐体系 . 成与 4 K2 O ?3N b2 O5 ?10 H2 O 的理 论组 成 非常 接

数据处理以实验测得的 30 ?时的数据为例来说明 . 近 , 但这只是通过其中两条湿渣线的交点得出的结 以 W 和 W 分别代表 KO 和 N bO的质量分数 , A B 2 2 5 果 , 其他湿渣线是否也通过该交点 , 可通过直线外 由表 2 中数据可作出图 1 , 对于图 1 中的各平衡固 例如图 1 中湿渣线 L 3 W 3 与直线 推法来进行验证. 相及组成可通过以下方法来进一步验证和确定 , 这

W A = 271 82 % 的 交 点 的 坐 标 值 , 即 当 W A = 要比单纯的湿渣法得到的结果可靠 . 271 82 %时的 W 值 , 如果求得的 W 值等于或接B B 21 1 平衡固相组成的确定

可以 断 定 湿 渣 线 L 3 W 3 是 通 过 点 A , 近 581 89 % , 对于图 1 中平衡固相 A 的组成点 , 可通过两

即平衡固相为纯组分 4 K2 O 3?N b2 O5 1?0 H2 O . 条直线方程 L W 和 L W 来求其交点 , 以表 3 中1 1 2 2 以实验测得的 30 ?数据作为例子 , W 值计 B 的两组数据为例 , 解出其交点的 W A 和 W B 的值 ,

算结果列在表 2 中最后一栏 , 从表 2 中计算出的湿 列在表 3 中平衡固相组成的计算值一栏中 . 毫无疑

渣线与直线 W A = 271 82 %的交点 来 看 , 计 算结 果 问 , 这样计算求得的平衡固相的组成比图解法要准 与理论值基本一致. 确 , 对偏离理论值的程度也有一个量的概念 . 平衡

固相的 X 射线衍射结果见图 2 .

结果与讨论 3

K2 O2N b2 O5 2H2 O 体系 的 溶 解 度 数 据 30 ?时

和相图已在以上讨论中列出并用数学方法进行了验

证 . 该体系 80 ?时的实验 数据 亦同 样 得以 验证 ,

( ) 此处不 再 赘 述 , 只 列 出 其 溶 解 度 数 据 见 表 4 ,

() 绘制出相图 见图 3, 平衡固相的 X 射线衍射分

析见图 4 , 并结合 30 ?时的溶解度数据讨论水合

六铌酸钾与 KO H 的分离问题 .

从表 4 的 实 验 结 果 可 知 , 4 KO ?3N bO?2 2 5

10 H2 O 在 80 ?的 KO H 溶 液 中 的 平 衡 固 相 为

4 K2 O ?3N b2 O5 ?71 5 H2 O , 说明水合六 铌 酸钾 的 Fig1 1 Phase diagram of KO2NbO2 HO system at 30? 2 2 52 结晶水数目随平衡温度的升高而减少 . 比较图 1 和

图 3 可发现 , 水合六铌酸钾在 KO H 溶液中的溶解

度随 KO H 浓度和溶液温度的变化都比较明显 , 可

采用结晶的方法使水合六铌酸钾与 KO H 分离 . 新

工艺中水合六铌酸钾在浸出后 , 浸出液中 KO 的2

[ 19 ] ?左右, 在此条件 浓度为 6 %左右 , 温度为 80

下若只采用冷却结晶很难使溶液中的水合六铌酸钾

全部结晶析出 ; 图 3 表明 , 单纯采用提高 KO 浓 2

度的方法 , 则 KO 浓度至少需在 40 %以上才能使2 Fig1 2 XRD pat ter n of 4 K2 O ?3N b2 O5 1?0 H2 O 大部分水合六铌酸钾从溶液中析出 , 这将大大增加 21 2 直线外推法 KO H 在工 艺 流 程 中 的 循 环 量 . 为 提 高 水 合 六 铌 由以上分析可知 , 通过计算所得的平衡固相组酸钾的结晶率和减少 KO H 的循环量 , 宜采用蒸发2

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化 工 学 报 第 56 卷 ?390 ?

Ta ble 4 Solubil ity data of KO2NbO2 HO system at 802 2 52 ?

Co mpo sitio n of liquid p ha se Co mpo sitio n of wet solid

( )( )/ % ma ss / % ma ss Equili bri u m soli d p ha se No1 KON bOH OKON bOHO2 2 5 2 2 2 5 2

1 51 73 1 74 1 53 1 81 1 57 1 62 2 O 3? N b2 O5 7?1 5 H2 O 7861019694 K

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 71 39 51 43 871 18 101 26 121 86 761 88 2 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 3 101 90 51 00 841 10 131 72 131 73 721 55 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 4 141 67 41 34 801 99 171 65 161 11 661 24 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 5 181 09 31 66 781 25 201 74 171 62 611 64 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 6 191 94 31 31 761 75 221 23 171 95 591 82 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 7 221 24 31 09 741 67 231 06 101 28 661 66 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 8 261 83 21 82 701 35 271 01 71 77 651 22 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 9 301 37 21 19 671 44 291 82 231 84 461 34 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 10 331 17 01 96 651 87 311 56 231 58 441 86 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 11 351 86 01 24 631 90 341 45 121 47 531 08 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 12 411 18 01 11 581 71 381 75 121 38 481 87 2 2 5 2

4 KO 3? N bO7?1 5 HO 13 441 51 01 088 551 40 381 46 231 38 381 16 2 2 5 2

14 4 KO 3? N bO7?1 5 HO 481 51 01 018 511 47 431 35 161 01 401 64 2 2 5 2

G′511 85 01 0078 481 14 461 24 141 96 381 80 4 KO 3? N bO7?1 5 H O + KO H ?HO KO 2 2 5 2 2

H 511 79 0 481 21 631 51 0 361 49 H ?HO2

2 O5 2H2 O 体系的相图 ; N b冷却和调碱相结合的结晶方法使水合六铌酸钾结晶

() 析出.2溶解度曲线受温度和 KO H 浓度的影响较

大 , 在后续工艺中可采取蒸发2冷却和调碱相结

合 的结晶方法分离水合六铌酸钾和 KO H .

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2 O2N b2 O52H2 O 三元水盐体系相图 K第 3 期 周宏明等 : ?391 ?

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《化工学报》赞助单位

四川大学化工学院 浙江大学化学工

程与生物工程学系 大连理工大学

化工学院 北京化工大学 浙江工业

大学化工学院 湘潭大学化工学院

上海化工研究院 上海交通

大学化学化工学院

华南理工大学化工学院

武汉化工学院 石

()油大学 北京

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范文三：三元四元简单水盐体系相图的自动分析及绘制

() 文章编号 :100722853 20060120026203

三元四元简单水盐体系相图的自动分析及绘制

孙怀宇 ,裴世红 ,刘云义

( ) 沈阳化工学院 化学工程学院 ,辽宁 沈阳 110142

摘要 : 通过分析水盐体系中自由度及相图中点与线的关系 ,研究了能够自动分析相图中点与线的算法 . 此算法能利用相图数据点上的液相离子组成和平衡固相分析出点的类型及点之间的连线关系 . 并基于 此算法开发了相图绘制程序 ,此程序能够自动分析并绘制三元和四元简单体系的等温相图 . 关 键 词 : 三元体系 ;四元体系 ;相图 ;自动分析

中图分类号 : TQ 015 . 9 文献标识码 : B

对它的固液相平衡影响甚小 , 所以影响水盐体系 相图是溶解度平衡数据的直观表示 ,具有清

平衡的主要是温度 , 则 k = 1 . 在水盐体系中 , 相晰 、直观 、形象 、完整等特点 ,对科研和生产有重要

( )的指导意义. 水盐体系相图需要根据实验测得的 律变为 : F = C - P + 1 2

溶解度数据进行绘制. 但手工绘制相图比较繁琐 , ( )在等温条件下 , 相律为 : F = C - P 3

且容易出错. 而由于相图内部关系较复杂 ,一些通 在简单体系中 , 由于无水单盐都有一相同的

正离子或负离子 , 任一点的组分数等于无水单盐 用的绘图软件也不十分适用 . 所以研究能够自动 ( ) ( ) 数 液相中含盐的种类数加 1 , 使用公式 3可以 分析相图内部关系及绘制相图的程序是必要的.求体系中任一点的自由度数. 自由度 F = 0 的点 为了能够自动绘制相图 ,需要在已知溶解度 是共饱点 , 自由度 F = 1 的点是共饱点连线上的 数据的前提下 ,分析出各数据点的类型及其之间 点 , 自由度 F = 2 是面上的点.

连线的关系 ,才能正确绘制相图. 在建立水盐体系

1 溶解度数据库的基础上 ,本文研究了自动分析

相图中点与线关系的算法并开发了自动绘制相图 2 相图关系的自动分析算法 的程序 ,能够绘制出水盐体系三元及四元简单体

系的等温相图 .2 . 1 算法目的

分析算法的目的是对一个确定组成的水盐体 1 基本理论 系 ,在已知一系列相图中数据点的前提下 ,通过分

析每个数据点上的平衡固相及液相组成 ,计算出1 . 1 水盐体系的分类

各数据点的自由度 ,确定各点的类型 ;并自动分析 水盐体系从包含盐的种类上分为简单体系和

出各共饱点之间的连线关系及连线经过哪些点. 交互体系两种 ,简单体系的无水单盐间不存在复

数据可从溶解度数据库或其它资料得到 ,包分解反应 ,各盐包含共同的阳离子或阴离子. 而交

括各点的固相组成及液相中盐的组成及含量. 通 互体系的无水单盐间存在复分解反应 .

过将液相中各盐分解为离子 ,可以得出此点液相 1 . 2 相律

中包含的离子 . 根据热力学理论 , 相律公式的一般形式为 :

2 . 2 分析方法 ( )F = C - P + k 1

2 . 2 . 1 点类型的分析 通过给出点上平衡固相种式中 , F 为自由度 ; P 为相数 , 指平衡时有几相 ; C

类数及水中液相的 为独立组分数 , 以下简称为组分数 ; k 是能够影响

组成 ,得出点的自由度. 例如在三元水盐相图中 ,体系的外界变量的个数.

如果一个点的平衡固相有两种 ,则此点的组分数对于水盐体系 , 由于属于凝聚体系 , 外界压力

收稿日期 :2005 - 08 - 30 () 作者简介 :孙怀宇 1972 - ,男 ,辽宁沈阳人 ,沈阳化工学院讲师 ,硕士 ,主要从事化工系统仿真及化学反应器方面的研究.

第 1 期 孙怀宇 ,等 :三元四元简单水盐体系相图的自动分析及绘制 27

) ( 为 3 ,相数为 3 液相加两个平衡固相,自由度为 代表水 , m , m , m 分别为某点液相中 A 盐 、 W A B W

0 ,此点为共饱点 . 如果组分数为 3 ,平衡固相数为B 盐和水的质量 .

1 ,自由度为 1 ,此点是共饱点间连线上的点. m A 设 a = ( )m + m + m A B W 2 . 2 . 2 线的分析

m B确定点的类型之后 ,需要判断相图上共饱点 b = ( )m + m + m A B W 之间的连线 ,即确定哪两个共饱点之间有连线及 在正三角形相图中 : 此连线通过哪些平衡点. 此分析分为两步 : π ( )x = a + b ×co s () 1判断共饱点之间的连线关系 判断两共饱 3

点之间是否连线的方法是通过比 π ( )y = b × 3 较两个点液相中所包含的离子及两个点上的平衡

在等腰直角三角形中 :固相进行判断 .

x = a , y = b 首先两点液相中包含的离子需要符合一定的

四元简单体系3 . 1 . 2 关系. 设两个点液相中包含的离子集合分别为 I 1

和 I , 则当 I Α I 或 I Β I时 , 两个点之间才可 四元简单体系的等温相图可用三棱柱表示 , 2 1 2 2 1

能存在连线 , 否则两点之间不存在连线 . 可分别绘出其垂直和水平投影图即干基三角形和

另外 ,两个点的平衡固相也需要符合一定的 水图. 在干基三角形中 坐标的计算与三元体系中 ,

关系. 求出两个共饱点上的组分数 C1 、C2 ,根据表 基本相同 , 当 A 盐 、B 盐 、C 盐和水的质量分别为 1 得出两点间连线上应该有的平衡固相数 N , 如 m , m , m , m 时 . A B C W

果两点恰好具有 N 种相同的平衡固相 ,则判定两 m A设 a = ) ( m + m + m C点之间有连线 ,否则两点之间没有连线. 此 N 种 A B

m B平衡固相也就是两共饱点连线上其它点所必须具 b = ( )m + m + m A B C 有的平衡固相 .则在正三角形干基图中 : 表 1 连线平衡固相数与共饱点组分数关系 π ( )x = a + b ×co s 组分数 C1 3 组分数 C2 2 3 4 π ( )y = b ×2 - 1 - 3

3 1 1 2 在等腰三角形干基图中 : 4 - 2 2 x = a , y = b “ - ”表示两个共饱点之间没有连线 . 水图中 x 等于对应干基图中的 x 坐标 , y = 100 ×

() 2判断连线经过的点 m A ,单位为 g HO/ 100 g 干盐. 2 ( )m + m + m AB C在判断出两个共饱点之间的一条连线后 ,可

绘制点与线 3 . 2 以在所有自由度为 1 的点中寻找此线上的点 . 首

根据计算出的点坐标 ,可以在相图中标出点 先 ,在某一条连线上的点 ,都应该包括线端点所确

的位置 ,并标出此点上数据点的序号. 将多个在一 定的 N 个平衡固相 ;而且此点液相中的离子集合

条连线上的点按次序连接起来即完成相图的绘 应该等于两端点离子集合的并集 ,即 I = ?I. I1 2

制 . 在绘制两个共饱点之间连线时 ,可能存在多个

线上数据点 ,可以使用两种方法进行绘制 :一种是 相图绘制 3

将数据点按次序依次连线 ,另一种是对共饱点之

间的点进行二次曲线拟合后绘制曲线. 本文相图 在分析点及线的关系后 ,经过坐标的计算 ,就

可以自动绘制出相图. 步骤如下 :绘制中使用前一种方法.

3 . 1 计算点的坐标 3 . 3 程序开发

3 . 1 . 1 三元体系使用 Visual Basic6 . 0 开发了自动分析及绘制

相图的程序 . 对 NaCl2KCl2N HCl2HO 在 15 ?下 三元体系含有两种盐 , 可绘制出正三角形相 4 2

的相平衡数据进行分析并绘制出的相图如图 1 所 图或等腰直角三角相图. 设 A 与 B 代表两种盐 ,

吉 林 化 工 学 院 学 报 2006 年 28

示 . 可以看出 ,通过此算法可以正确分析相图中点 与线的关系 ,并绘制出干基图及水图.

图 1 自动绘制的 Na Cl2KCl2N HCl2HO 体系 15 ?相图 4 2

结 论 4 参考文献 :

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刘炳文 . Visual Basic 程序设计教程 M . 北京 : 清华 Visual Basic 开发了能够进行分析及自动绘制相 3 大学出版社 ,2002 . 图的程序.

Automat ic anal ysis an d pha se diagra m dra wing of simple

ternary an d quaternary water2salt system

SU N Huai2yu , P EI Shi2ho ng ,L IU Yun2yi

()Dep t . of Chemical Engineering ,Shenyang Instit ute of Chemical Technology ,Shenyang 110142 ,China Abstract : By analyzing t he degrees of f reedo m and relatio nship bet ween point s and curves in water2salt p hase diagram ,t he arit hmetic was researched to analysis t he p hase diagram. U sing t he data of p hase equili2 brates and equilibrium solid p hase ,t he t ype of point and relatio nship of point s can be o btained. The p hase di2 agram drawing p ro gram was developed based o n t his arit hmetic ,it can auto matic analysis p hase equilibrate data and draw p hase diagrams of simple ter nary and quater nary p hase system.

Key words : ter nary system ;quater nary system ;p hase diagram ;auto matic analysis

范文四：三元水盐体系相图未饱和区25_等密度线的计算

三元水盐体系相图未饱和区 25?等密度线的计算

苑庆忠 刘金惠

( )山东轻工业学院化工系 济南 250100

理论 关键词 水盐体系 相图 密度P itze r

2, , , Key words Sa ltw a te r sy stem P h a se d iag ram D en sityP itze r th eo ry

水盐体系相图反映了水盐体系的相平衡关系, 在实际中, 人们借助于水盐体系相图可以研究某种特定水盐体系的盐类析出规律, 并以此为基础进行某些工业过程的设计。 然而, 在这些工艺过程 的设计中, 人们往往还需要了解体系的体积变化, 以便对实现这些过程中的设备设计提供依据。 同 时这些过程的工业控制通常也是通过控制料液的重度来实现, 因此, 研究相图上的密度数据具有理 论和实际意义。

() 提出了电解质溶液过剩自由能 与重摩尔浓度之间的关系, 并由此 P itze r ex ce ss G ib b s en e rgy

1, 2 建立了电解质溶液表观摩尔体积的计算公式。

+ + + + + + - 等人运用这种关系及实测密度数据研究过 、、、2五元体 ??K um a r N aK M gC aC lH 2O

3 , 5 ( 系的 体积参数问题。 最近 提出了一套所谓的“不受限 体积参数”P itze r K rum ga lz P itze r th e

6, 7 ) , 并计算了单盐及多盐水溶液的密度, 取得了 u n re st r ic ted se t o f vo lum e t r ic P itze r p a ram e te r s

良好的结果。 本文运用这些关系, 在计算机上研究了 6 个常见水盐体系相图未饱和区 25?等密度

线, 为某些工业过程的设计及控制提供了密度数据。

1 基本理论

111 混合电解质溶液过剩体积

ex ex () () 由 建立的电解质溶液过剩 自由能 与重摩尔浓度 之间的关系及 =P itze r G ib b s G m V x m i

ex m ix 5G , 可以推导出混合电解质溶液的过剩体积表达式如下:5P T

I v v ex 1?2 ) (() T {2m m 〔B + m z 〕+rr = A rR ca c, a c c r C c, a V r ln 1 + b r I +m ix v ???b c a c

v v v v () (()m c r m c ′2Ηc, c′+m a r Υc, c′, a +m a r m a ′2Ηa, a′+m c r Υa, a′, c }1 ??????a c c c′a a′ 1 式中: 、和 分别为正、负离子的重摩尔浓度和正离子所带电荷数; 为离子强度, = m cm a z c I I 2

283 1?2 3?2 ; 为2表观摩尔体积斜率, 25?水溶液时, = 1. 875 ??; ?m iz i A v D eb yeH ück e l A v cm k gm o li v 为气体常数; 为常数, = 112; c, 按下式计算: R b bB a

() () () 2 12 1??v 0v 1v 2v ))( ) + (+ (2 B = Β Βr g ΑIΒr g ΑIc, a c, ac, a 1 c, a 2

苑庆忠 男, 36 岁, 副教授, 主要从事海水、卤水综合利用和盐化工程的教学与研究工作。

1999212210 收稿

函数按下式定义: g

2 () ) ) (( g x = r 〔1 - 1 + x r exp - x 〕2 x ( )i ( ) 5Βc, a5C c, aivv ( ) 式中, = = 0, 1 和 2 及 = Βc, a iC c, a 为 体积参数; , 对 1?1, 1?2 和 为常数P itze r Α5P 5P T T

2?1 型电解质 = 2, 对于 2?2 型电解质 1 = 1. 4, 2 = 12。 ΑΑΑ

112 混合电解质溶液的密度

由溶液过剩体积的意义可列出:

ex 0? ()= 1000d - m V ?V V - 3 m ix 0 ii ?i 0 ? 式中, 为溶液的体积; 为纯溶剂在相应温度和压力下的密度; 为 离子的重摩尔浓度; i 为V d 0 m i i V无限稀释时 离子的表观摩尔体积, 亦即该离子无限稀释时的偏摩尔体积。再由密度的定义可得电 i

解质溶液的密度计算式如下:

1000 + m rM i i ?i ()4 d = ex ?0 1000d + m V+V ?ri m i 0 i x ?i

式中,为原子量。 M

2 理论模型的考证 + + + + + + - ( ) ( ) 运用方程 1和 4计算过 、、、??2K rum ga lz N aK M gC aC lH 2O 体系离子强度在 8,

- 1 7 - 6 - 3 10?范围内的密度数据, 实测值与计算值的最大误差为 139×10?, 平均误差为 m o lk gg cm - 6 - 362×10?。我们对几个三元水盐体系更宽离子强度范围内的密度进行了计算, 并与文献报 gcm

道的实测密度进行了比较。 通过计算和比较发现, 大部分计算值可达到比重瓶法测量精度, 只有个

( 别较高浓度时出现表 1 中的最大误差 某些计算误差较 计算误差大是离子强度范围不 K rum ga lz

)一致的缘故。 因此, 用该方法计算的密度数据可以满足一般工业设计要求。

表 1 几个三元水盐体系 25?密度实测值与计算值比较

6 - 3() ()2×10??d exp. d ca l. gcm 离子强度范围 体系数据数量- 1 ()??m o lk g 最小负 最大正总平均

910 1195 24 - 404 - 118 22N aC lKC lH 2O 101, 3 2222 65 - 60 - 8 N aC lM gC l2H 2O 0. 1, 19. 2 11116 696 - 302 154 22N aC lC aC l2H 2O 0. 3, 20 12N aC l2C aC l2H O 85 3775 - 536 185 22 0. 5, 4. 5 42244 71 - 1520 - 695 KC lC aC l2H 2O

3 等密度线的计算

311 计算原理

() () 由方程 1和4可知, 水盐体系溶液的密度是离子重摩尔浓度的函数。若构成三元水盐体系的

() 一种盐的重摩尔浓度为 , 另一种为, 那么, 该体系溶液的密度 = , , 其函数关系由m 1 m 2 d f m 1 m 2 ( ) () () , 当我们给一组数值时, 在微机上可以从 = , 1和4决定。对于任一确定的密度 d m 1 d f m 1 m 2 中

解出一组对应的来, 据此, 可在相图上绘出等密度线。 m 2

312 计算结果

计算中用到的有关 体积参数及有关盐类无限稀释时的表观摩尔体积来自文献7 , 三元 P itze r

水盐体系的溶解度数据来自文献13 。 对 6 个常见三元水盐体系 25?时等密度数据进行了计算,

结果表明, 这些等密度线数据呈现良好的线性关系, 同时进行了线性回归, 回归方程列于表 2。 表 2

中所有回归方程的相关系数| Χ| > 019999。 绘制的带等密度线的相图见图 1, 6。

图 125?, NaC l- KC l- HO 体系 2 图 225?, NaC l-M gC l- HO 体系 22

图 425?, NaC l-CaC l- HO 体系 22 图 325?, KC l-M gC l- HO 体系 22

图 56图 25?, KC l-CaC l- HO 体系 25?,M gC l-CaC l- HO 体系 222 22

表 2等密度回归方程

体 系 密度 ?23 ()?gcm () () () () () () () () () () () () 122212322232124222423242N aC l KC l H 2O N aC l Mg C l2 H 2O KC l Mg C l2 H 2O N aC l CaC l2 H 2O KC l CaC l2 H 2O M gC l2 CaC l2 H 2O = 413987- 1 11131= 313579- 1 08498= 313579- 1 07645= 313757- 1 08542= 313758- 1 07685= 313764- 1 0052111025 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4 x 3 = 812623- 110901= 613158- 108503= 613156- 107669= 613259- 108515= 613263- 107680= 613279- 10015111050 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4 x 3 = 1210313- 111065= 912118- 108506= 912115- 107689= 911941- 108487= 911948- 107672= 911976- 19980011075 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4 x 3 = 1516971- 111042= 1210428- 108506= 1210410- 177050= 1119802- 184590= 1119816- 176630= 1119856- 10994611100 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3 = 1912514- 1 11024= 1418131- 1 08511= 1418119- 1 77220= 1416893- 1 84360= 1416917- 1 76560= 1416969- 1 0991611125 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3 x = 2216902- 1 1101x1 x = 1715179- 1 0851x6 x = 1715155- 1 77380x x = 1713274- 1 84200x x = 1713264- 1 76500x x = 1713343- 1 0988x8 11150 21 31 32 41 42 43 = 2219965- 111004= 2011661- 108529= 2011627- 177590= 1918959- 184090= 1918938- 176500= 1919044- 10986411175 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3 = 2819207- 1 10892= 2217636- 1 08572= 2217673- 1 78250= 2214079- 1 84140= 2214116- 1 76720= 2214129- 1 0984411200 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3 = 3115439- 110769= 2512940- 108615= 2512941- 178650= 2418630- 184250= 2418633- 176880= 2418641- 10983011225 x 2x 1 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3

= 2717553- 108653= 2717552- 179050= 2712612- 184370= 2712610- 177080= 2712646- 10982111250 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3

= 3011489- 1 08699= 3011488- 1 79520= 2916114- 1 84540= 2916111- 1 77350= 2916196- 1 0982111275 x 3x 1 x 3x 2 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3

= 3119190- 184820= 3119189- 177710= 3119352- 10982911300 x 4x 1 x 4x 2 x 4x 3

x = 3411898- 1 85230x x = 3411899- 1 78190x x = 3412160- 1 09847x 11325 41 42 43

x = 3614293- 1 85810x x = 3614294- 1 78820x x = 3614697- 1 0987x5 11350 41 42 43

= 3816433- 1 79650= 3816741- 1 0989411375 x 4x 2 x 4x 3

= 4018373- 180740= 4018617- 10992611400 x 4x 2 x 4x 3

= 4310176- 182140= 4310383- 10997811425 x 4x 2 x 4x 3

= 4512239- 11006111450 x 4x 3

= 4713983- 11015511475 x 4x 3 注: 为质量百分浓度 x

4 讨论 + + + + + + - 计算了、、、2五元水盐体系的 6 个三元子体系未饱和区 25?的等 ??N aK M gC aC lH 2O

密度线, 并用线性回归分析方法获得了等密度线方程, 绘制了带等密度线的相图。 运用带等密度线 的相图不仅能研究过程的析盐规律而且可以研究工业过程中溶液的体积或重度变化, 这在工业过

程设计及控制中有着重要意义。

参 考 文 献

, 277. . . . . , 1973, 77: 2681 ] P itze r K SJP h y sC h em

nd (), . . 22 ] . : , 1991: 75 7. P aba lane R T P itze r K SA c t ib ity Co eff ic ien t in E lec t ro ly te So lu t io n sednBo sto nC EC p re ssC h ap te r . . . , 1986, 31: 19, 20.Kum a r A JC h emE ngD a ta 3 ] . . . , 1986, 31: 21, 23.Kum a r A JC h emE ngD a ta 4 ] . . , 1989, 53: 1177, 1185.M o nn in C Geo ch imCo sm o ch imA c ta 5 ] , , . . . , 1994, 23: 849, 875. K rum ga lz B SPo go re lsk y R L o silev sk ii Ya A e t a lJSo lu t io n C h em6 ] , , . . . , 1995, 24: 1025, 1038.K rum ga lz B SPo go re lsk y R P itze r K SJSo lu t io n C h em

, . . . . . , 1982, 11: 15, 21.Ro ge r s P S ZP itze r K SJP h y sC h emR efD a ta 7 ] , , . . , 1990, 19: 353, 374.D ed ick E A H e r sh ey J P S to lo ngo S e t a lJSo lu t io n C h em 8 ] , , . . . , 1985, 14: 837, 851. M ille ro F J Co nnaugh to n L M V ino k u ro va F e t a lJSo lu t io n C h em9 ] , , . . . . , 1990, 35: 304, 309.O ak e s C SS im o n so n J M Bo e lna r R JJC h emE ngD a ta 10 , , . . . , 1982, 11: 857, 862.Kum a r A A tk in so n GH ow e ll R DJSo lu t io n C h em

, . . : , 1953, .11 ЗдановскuǔA бC nравонникиоРастворимостиСолевb lx C uстемЛенuктрадгосхимиздАтTOM I 12

13

()[论文摘要 ] . 02 . 8 039: : ????2000?028039. . . CJ I V o lN oP ageh t tpwwwch em ist rym ago rgc jip ch tm

- 混合萃取剂从碱性氰化液中萃金N5O 3 TRPO

余建民 李奇伟 陈 景

()昆明贵金属研究所, 昆明 650221

2混合萃取剂从碱性氰化液中萃取金, 考察了平衡时间、水相初始 值、水相离子强度、金 研究摘要N 5O 3 T R PO PH 浓度、浓度、磷类添加剂的种类及其浓度、稀释剂、温度、相比等因素对金萃取率的影响, 绘制了萃取等温线, 503 N

( )( )( )( )( ) 测定了金的饱和容量, 考察了所选定的萃取体系对银 I 、铁 ? 、铜 I 、镍 ? 、锌 ? 的萃取性能, 计算出了 金与这些杂质元素的分离系数。研究了负载有机相中金的反萃。结果表明2正十二烷体系对N 5O 3 T R PO RO H A u () 具有较高的萃取率和选择性, 可应用于碱性氰化液中金的萃取分离。CN 2

() () 关键词 双取代酰胺 , 三烷基氧磷 , 氰化亚金N 5O 3 T R PO

()[论文摘要 ] . 02 . 9 041: : ????2000?029041. . . CJ I V o lN oP ageh t tpwwwch em ist rym ago rgc jip ch tm

气体扩散电极在碱性条件下的氧还原电催化性能L a 1- x SrxCoO 3

## # 刘烈伟 夏风刘石明 钱晓良

# # # () 华中理工大学化学系 环境科学与工程系 材料学院, 武汉 430074

摘要 用涂覆加压成型方法制备了具有钙钛矿结构的 多孔气体扩散电极, 测定了它们的稳态阴极 L a1- x S rx CoO 3

极化曲线和循环伏安图谱。通过对多孔铂电极与多孔气体扩散电极的相关曲线的对照分析, 得出了 L a1- x S rx CoO 3

在碱性条件下, 具有比铂更好的氧还原催化活性的结论。并计算出多孔电极的表观交 L a1- x S rx CoO 3 L a1- x S rx CoO 3 - 42 换电流密度 = 7. 68×10, 比同样条件下的铂电极的 高 3, 4 个数量级。?i0 A cm i0

关键词 钙钛矿结构, 气体扩散电极, 氧还原反应, 电催化

范文五：《水盐体系相图(Ⅰ)》化工2014级作业

第一章 绪论

1-1 计算下列物料的组成，分别用重量%、摩尔%、克/100克水、克/100克盐表示。 （1） 由20.00克Na 2SO 4、30.00克K 2SO 4和150.00克H 2O 组成的物料； （2） 某溶液，含MgCl 2 434.80 g/L、NaCl 18.30 g/L、 KCl 46.10g/L，密度为1.287kg/L。

其中：Na 2SO 4摩尔质量为142.00，K 2SO 4摩尔质量为174.30，H 2O 摩尔质量为18.02，MgCl 2摩尔质量为95.21，NaCl 摩尔质量为58.44，KCl 摩尔质量为74.55。 注：计算时，除化合物的摩尔数及溶液密度值取三位小数外，其余均取两位小数。

1-2 根据数据绘制50℃时，溶液中有CaCl 2存在的KCl 的溶解度曲线。

） 图1-1 KCl的溶解度曲线(50℃)

1-3 分析下列物料所属水盐体系的组分数。

（1）

海水，主要盐分为NaCl 、MgCl 2、MgSO 4、K 2SO 4、CaSO 4； （2） 某天然盐湖卤水，主要盐分为Na 2CO 3、Na 2SO 4、NaCl ；

（3） 某井盐苦卤，其主要成分为KCl 、NaCl 、MgCl 2、CaCl 2、H 3BO 3。

溶解度）

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