k、mg2cl、so42h2o體系75℃非平衡態(tài)成鹽特征及其動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究

1、分類(lèi)號(hào)：0 6 4 2 ．4密級(jí)：( 秘密、機(jī)密、絕密)學(xué)校代碼：1 0 0 5 7研究生學(xué)號(hào)：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(dòng)力學(xué)機(jī)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(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：海洋化學(xué)指導(dǎo)教師姓名：周桓教授研究生姓名：張紅麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：理學(xué)碩士論文提交日期：2 0 1 2 年2 月論文課題來(lái)源：天津市

3、自然科學(xué)基金項(xiàng)目學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘 要水鹽體系介穩(wěn)相圖偏離平衡相圖的事實(shí)己由前人研究證明，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(lái)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。考慮到這種固液相關(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(lái)研究非平衡相

4、關(guān)系機(jī)理。本研究采用1 2 0 。C 恒溫?zé)嵩矗愣〝嚢杷俾剩? 5 。C 恒溫沸騰，平均蒸發(fā)強(qiáng)度為1 ．8 ．2 ．4 趴L ·m i n ) ( w a t e r ) 等控制條件，通過(guò)監(jiān)測(cè)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 + 、M 9 2 + ／／C I ’、S 0 4 2 - - H 2 0 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K C I 、K 2 S 0 4 和復(fù)鹽鉀鎂礬( L e

5、 o n i t e ) 在實(shí)驗(yàn)條件下的成鹽相區(qū)，并考察了晶種、過(guò)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 + 、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(fù)鹽鉀鎂礬( L e o n i t e ) 、復(fù)鹽無(wú)水鉀

6、鎂礬( L a n g b e i n i t e ) 和復(fù)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(kuò)展，其面積由在平衡相圖中的1 0 1 9 擴(kuò)展到1 5 9 4 ；K 2 S 0 4 成鹽區(qū)域面積由原來(lái)的4 9 7 9 縮小為4 6 9 0 ；復(fù)鹽L e o n i t e 的成鹽區(qū)域向K 2 S 0 4 和復(fù)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(kuò)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(kuò)展為2 8 3 6 。( 2 ) 在相稱(chēng)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(wú)K z S 0 4 品種存在的情況下，K 2 S 0 4 成鹽區(qū)域?qū)?huì)繼續(xù)縮??；復(fù)鹽L e o n i t e 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(guò)飽和度或者足夠的時(shí)間。本研究測(cè)定了