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

1、水鹽體系介穩(wěn)相圖偏離平衡相圖的事實已由前人研究證明，而對高溫條件下介穩(wěn)相圖的研究則相對較少，相關數據也比較缺乏。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。考慮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關系機理。
　　本研究采用120℃恒溫熱源

2、，恒定攪拌速率，75℃恒溫沸騰，平均蒸發(fā)強度為1.8-2.4g/(L·min)(water)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+、Mg2+//Cl-、SO42--H2O進行了恒溫沸騰蒸發(fā)結晶實驗，得到了該體系中KCl、K2SO4和復鹽鉀鎂礬(Leonite)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+、

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、復鹽鉀鎂礬(Leonite)、復鹽無水鉀鎂礬（Langbeinite）和復鹽鉀鹽鎂礬(Kainite)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1019擴展到1594;K2SO4成鹽區(qū)域面積由原來的4979縮小為4690;復鹽Leonite的成鹽區(qū)域向K2SO4和復鹽Langb

4、einite在平衡相圖的成鹽相區(qū)有所擴展，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擴展為2836。
　　(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K2SO4品種存在的情況下，K2SO4成鹽區(qū)域將會繼續(xù)縮小;復鹽Leonite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