本著作以青海柴達木盆地鹽湖提鉀后老鹵資源為對象，結(jié)合鹽湖區(qū)冷能、風(fēng)能和太陽能資源等自然條件，深入系統(tǒng)地闡述了老鹵五元體系Li+,Na+,Mg2+//Cl-,SO42-–H2O及其子體系多溫介穩(wěn)相平衡及其溶液物化性質(zhì)，有助于揭示鹽湖中發(fā)生的鹵水蒸發(fā)、結(jié)晶沉積、溶解轉(zhuǎn)化，預(yù)測鹽湖演化及其環(huán)境變化，為柴達木盆地鹽湖鹵水資源綜合利用的系統(tǒng)性、配套化和精細(xì)化分離提供重要的介穩(wěn)相平衡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推動鹽湖化學(xué)化工、鹽湖地球化學(xué)交叉學(xué)科的發(fā)展。
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我國擁有豐富的鹵水資源，特別是在我國西部地區(qū)，鹽湖資源是當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢資源，也是我國重要的戰(zhàn)略資源，對其科學(xué)合理的開發(fā)利用對于促進區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展、保障相關(guān)戰(zhàn)略資源的儲備等具有重要意義。
眾所周知，水鹽體系相平衡與相圖是鹽類礦物分離提取的重要理論基礎(chǔ)。利用水鹽體系相平衡研究成果，不僅可以預(yù)測鹵水體系鹽類的析出、溶解等相轉(zhuǎn)變行為，而且可為鹵水開發(fā)的蒸發(fā)、冷凍、兌鹵和結(jié)晶等工藝提供科學(xué)依據(jù)。值得注意的是，大量的鹽田生產(chǎn)實踐表明，鹽湖鹵水蒸發(fā)過程中普遍存在介穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致鹽類的結(jié)晶順序與穩(wěn)定平衡相圖出現(xiàn)偏離。然而，迄今為止，國內(nèi)外涉及水鹽溶液體系介穩(wěn)相化學(xué)的相關(guān)著作實屬罕見。
《柴達木盆地鹽湖鹵水體系介穩(wěn)相平衡與相圖》一書，以我國柴達木盆地鹽湖提鉀后老鹵為研究對象，并考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，基于利用當(dāng)?shù)乩淠堋L(fēng)能和太陽能資源思考，通過創(chuàng)新實驗研究方法和手段，系統(tǒng)深入地開展了復(fù)雜鹵水體系Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO24-；-H2O及其子體系的多溫介穩(wěn)相平衡及其溶液物理化學(xué)性質(zhì)的實驗及預(yù)測研究，獲得了該五元體系及其子體系多溫介穩(wěn)相圖以及相關(guān)溶液物理化學(xué)性質(zhì)參數(shù)，揭示了鹽湖鹵水結(jié)晶沉積、溶解轉(zhuǎn)化等的過程機制，為我國柴達木盆地鹽湖老鹵資源的綜合利用提供了十分重要的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
該著作是中國科學(xué)院“百人計劃”人選者、天津市特聘教授鄧天龍博士領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊主持完成國家自然科學(xué)基金重點項目（20836009）所取得的系列成果之一。
該著作的出版，對于推動我國鹽湖介穩(wěn)相平衡與相圖的科學(xué)研究、促進鹽湖鹵水資源的合理利用，具有重要參考價值。
目錄
前言
第1章 鹽湖相化學(xué)研究概況 1
1.1 柴達木盆地鹽湖資源 1
1.1.1 鹽湖資源分布 1
1.1.2 鹽湖水化學(xué)特征 4
1.1.3 鹽湖鋰資源開發(fā) 5
1.2 鹽湖鹵水體系相平衡研究現(xiàn)狀 8
1.2.1 穩(wěn)定相平衡研究 9
1.2.2 介穩(wěn)相平衡研究 11
1.3 電解質(zhì)溶液理論 14
1.3.1 電解質(zhì)溶液理論發(fā)展概況 14
1.3.2 Pitzer電解質(zhì)溶液理論 16
1.3.3 Pitzer理論的應(yīng)用 20
參考文獻 21
第2章 鹽湖鹵水體系相平衡研究方法 29
2.1 穩(wěn)定相平衡研究 29
2.1.1 等溫溶解平衡法 29
2.1.2 變溫法 31
2.2 水鹽體系介穩(wěn)相平衡 33
2.2.1 等溫蒸發(fā)結(jié)晶法 33
2.2.2 實驗研究方法與實驗裝置 34
2.3 液相分析方法 34
2.3.1 鎂離子測定及干擾消除方法 35
2.3.2 其他離子分析方法 42
2.4 固相鑒定方法 43
2.4.1 濕固相法 43
2.4.2 晶體光學(xué)法 44
2.4.3 其他方法 46
參考文獻 47
第3章 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 0℃介穩(wěn)相平衡研究 48
3.1 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 0℃介穩(wěn)相平衡研究 48
3.1.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 48
3.1.2 四元體系介穩(wěn)平衡溶液物化性質(zhì)研究 52
3.2 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 0℃介穩(wěn)相平衡研究 55
3.2.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 55
3.2.2 四元體系溶液物化性質(zhì) 59
3.3 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 0℃介穩(wěn)相平衡實驗研究 64
3.3.1 五元體系介穩(wěn)溶解度研究 64
3.3.2 五元體系溶液物化性質(zhì)研究 70
3.3.3 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 介穩(wěn)相圖應(yīng)用 75
3.4 小結(jié) 76
參考文獻 77
第4章 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 78
4.1 三元體系(Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 78
4.1.1 三元體系介穩(wěn)相化學(xué) 78
4.1.2 三元體系介穩(wěn)相圖與穩(wěn)定相圖對比 82
4.2 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 83
4.2.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 85
4.2.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 87
4.2.3 四元體系介穩(wěn)相圖與穩(wěn)定相圖對比 94
4.3 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相化學(xué)研究 95
4.3.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 95
4.3.2 四元體系介穩(wěn)相圖與穩(wěn)定相圖對比 100
4.4 四元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 102
4.4.1 四元體系介穩(wěn)溶解度研究 102
4.4.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì)研究 104
4.5 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 105
4.5.1 四元體系介穩(wěn)溶解度研究 106
4.5.2 四元體系溶液物化性質(zhì)研究 109
4.6 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)相平衡研究 114
4.6.1 五元體系介穩(wěn)溶解度研究 114
4.6.2 五元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì)研究 119
4.7 小結(jié) 123
參考文獻 125
第5章 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 126
5.1 三元體系(Li+，Mg2+//SO2-4-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 126
5.1.1 三元體系介穩(wěn)溶解度 126
5.1.2 三元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 127
5.2 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 130
5.2.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 130
5.2.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 134
5.3 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 137
5.3.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 137
5.3.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 141
5.4 四元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 144
5.4.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 144
5.4.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 147
5.5 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 50℃介穩(wěn)相平衡研究 149
5.5.1 五元體系介穩(wěn)溶解度研究 149
5.5.2 五元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì)研究 152
5.5.3 五元體系35℃和50℃介穩(wěn)相圖對比 155
5.6 小結(jié) 155
參考文獻 157
第6章 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 158
6.1 三元體系(Li+，Mg2+//SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 158
6.1.1 三元體系介穩(wěn)溶解度 158
6.1.2 三元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 160
6.2 四元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 162
6.2.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 163
6.2.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì)研究 165
6.2.3 四元體系介穩(wěn)相圖與穩(wěn)定相圖對比 167
6.3 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 169
6.3.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 169
6.3.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 172
6.3.3 四元體系不同溫度下介穩(wěn)相平衡對比 174
6.4 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 177
6.4.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 177
6.4.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 180
6.4.3 四元體系相平衡對比 182
6.5 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 184
6.5.1 四元體系介穩(wěn)溶解度 185
6.5.2 四元體系溶液物理化學(xué)性質(zhì) 188
6.5.3 四元體系相平衡對比 189
6.6 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃介穩(wěn)相平衡研究 192
6.6.1 五元體系介穩(wěn)相平衡 192
6.6.2 五元體系不同溫度介穩(wěn)相平衡對比 197
6.7 小結(jié) 201
參考文獻 203
第7章 鹽湖鹵水體系介穩(wěn)溶解度理論預(yù)測 205
7.1 Pitzer電解質(zhì)溶液理論 205
7.1.1 Pitzer模型 205
7.1.2 Pitzer方程參數(shù)擬合 205
7.1.3 介穩(wěn)溶解平衡常數(shù)的計算 209
7.1.4 溶解度的理論計算 210
7.2 五元體系及子體系0℃溶解度的理論預(yù)測 211
7.2.1 五元體系及子體系Pitzer 參數(shù)及溶解平衡常數(shù) 211
7.2.2 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 212
7.2.3 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 214
7.2.4 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 217
7.2.5 四元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 220
7.2.6 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 222
7.3 五元體系及子體系25℃溶解度的理論計算 226
7.3.1 Pitzer參數(shù)和鹽類礦物溶解平衡常數(shù) 226
7.3.2 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 227
7.3.3 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 25℃的平衡溶解度計算 230
7.3.4 五元體系(Li+ ，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 溶解度的理論預(yù)測 232
7.4 五元體系及子體系35℃溶解度的理論計算 235
7.4.1 五元體系Pitzer 參數(shù)及鹽類礦物的溶解平衡常數(shù) 235
7.4.2 三元體系(Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃介穩(wěn)溶解度計算 236
7.4.3 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃溶解度計算 237
7.4.4 四元體系(Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 35℃的溶解度計算 239
7.5 四元體系(Li+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 50℃時的介穩(wěn)溶解度計算 243
7.5.1 Pitzer參數(shù)和鹽類溶解平衡常數(shù) 243
7.5.2 四元體系介穩(wěn)溶解度計算結(jié)果 244
7.6 五元體系及子體系75℃溶解度的理論計算 246
7.6.1 五元體系Pitzer參數(shù)及鹽類礦物的溶解平衡常數(shù) 246
7.6.2 四元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-H2O) 75℃溶解度的理論預(yù)測 247
7.6.3 四元體系(Li+，Na+//Cl-，SO2-4-H2O) 75℃溶解度的理論預(yù)測 250
7.6.4 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl- ，SO2-4-H2O) 75℃溶解度的理論預(yù)測 255
7.7 小結(jié) 259
參考文獻 259
第8章 鹽湖鹵水介穩(wěn)體系相圖的應(yīng)用 262
8.1 鹵水蒸發(fā)的相圖分析與計算 262
8.1.1 等溫蒸發(fā)析鹽規(guī)律 262
8.1.2 五元體系(Li+，Na+，Mg2+//Cl-，SO2-4-H2O) 相圖應(yīng)用探討 263
8.1.3 工藝過程理論計算 265
8.2 鹵水體系Pitzer化學(xué)模型應(yīng)用 267
8.2.1 鹵水0℃等溫蒸發(fā)過程規(guī)律 267
8.2.2 鹵水多溫等溫蒸發(fā)過程規(guī)律 269
8.3 小結(jié) 271
參考文獻 272
附錄1 礦物鹽類名稱表 273
附錄2 有關(guān)水鹽體系相平衡數(shù)據(jù) 274
附錄3 偏光顯微鏡下固相鑒定圖片(正交偏光圖) 287
附錄4 偏光顯微鏡下固相鑒定圖片(單偏光圖) 289
附錄5 體系中鹽類礦物X-ray粉晶衍射圖 291
附錄6 鹽類礦物光性鑒定表 298
書單推薦
