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水盐体系相图及应用电子书

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作       者:邓天龙、周桓、陈侠 主编

出  版  社:化学工业出版社

出版时间:2013-11-01

字       数:22.5万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 重工业

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水盐体系相图是研究、表达和应用盐类在水中溶解度及固液相平衡规律的一门学科,是无机化工的重要理论基础。水盐体系相图是表达水盐体系中相的数目、种类、组成、存在条件和各相关系的几何图形,可预测体系中盐类的析出、溶解等相转化规律,探索化工生产过程,确定生产条件、制定工艺流程、获得产率等,可广泛应用于以海水、盐湖卤水、矿盐及地下卤水为原料生产系列盐化工产品及其过程,也被广泛应用于海洋化学、环境化学和地球化学等学科领域。
目录展开

前言

第一章 绪论

第一节 水盐体系

一、体系与系统

二、系统的组成及其表示方法

第二节 相律

一、相

二、独立组分数

(1)在水溶液中,无水盐之间不存在复分解反应时体系的独立组分数

(2)单盐之间存在着化学反应时体系的独立组分数

(3)水盐体系独立组分数的简便计算

(4)朱古特(Jouguet)法

(5)布林克莱(Brinkley)法

三、自由度

四、相律

五、相图研究中的其他原理和规则

1.连续原理

2.相应原理

3.化学变化统一性原理

4.奥斯瓦尔德(Ostwald)逐次分段进行规则

5.相区邻接规则

6.水盐体系书写的形式及相图绘制要求

第三节 水盐体系稳定相图和介稳相图

一、溶解度和稳定相图

1.溶解度

2.稳定相图

二、介稳溶解度和介稳相图

1.介稳平衡溶解度

2.介稳相图

第四节 相图的产生、作用和学习方法

一、水盐体系相图的研究现状和发展趋势

1.稳定相平衡与相图

2.介稳相平衡与相图

3.计算相图和相图计算

二、水盐体系相图的作用

1.水盐体系相图及应用

2.相图的局限性

三、相图的学习目的和方法

习题一

第二章 二元水盐体系相图

第一节 相图表示方法

一、相律特征与坐标系

1.相律特征

2.坐标系

二、相图标绘

第二节 简单二元水盐体系相图

一、点线区的意义

1.纵轴

2.曲线AE和BE

3.点E

4.AEB上方区域

5.ACEA和BDEB封闭区域

6.直线CED

7.长方形CDSW

二、直线规则

三、杠杆规则

1.相图中的杠杆原理

2.杠杆原理的证明

四、等温蒸发与冷却结晶过程分析

1.等温蒸发过程分析

2.冷却结晶过程分析

第三节 复杂二元水盐体系相图

一、稳定水合物与不稳定水合物

1.稳定水合物

2.不稳定水合物

3.水合物溶解度曲线及其特征

二、复杂二元相图的标绘

三、稳定水合物相图认识

1.饱和溶液线(溶解度曲线)

2.未饱和溶液区(全液相区)

3.固液平衡相区(一固一液区)

4.全固相区

5.三相线

6.稳定水合物相图本质

四、不稳定水合物的转溶现象

1.转溶现象发生原因

2.二元相图零变点比较

3.不稳定水合物相图等温蒸发及冷却过程分析

五、具有多晶转变的相图

第四节 二元水盐体系相图物料计算方法

一、杠杆规则法

二、未析出组分法

三、物料平衡法

第五节 二元水盐体系相图的应用

一、海盐生产的相图分析

二、氯化镁生产的相图分析

1.卤块生产工艺分析

2.晶体氯化镁生产工艺分析

3.脱水氯化镁生产工艺分析

习题二

第三章 三元水盐体系相图

第一节 图形表示法

一、相律特征

二、图形表示方法

1.正三角形坐标

2.等腰直角三角形坐标

3.其他坐标

三、空间立体图

1.三棱柱坐标系立体图

2.直角坐标系立体图

四、立体图的等温截面图

1.立体图的等温截面图

2.等温相图的标绘

3.立体图的投影

第二节 三元水盐体系等温相图

一、三元水盐体系等温相图的分类

1.简单体系相图

2.有水合物生成的相图

3.有复盐生成的相图

4.有固体溶液生成的相图

5.复杂三元体系等温相图

二、三元水盐体系等温相图的认识

1.饱和溶液线

2.未饱和溶液区

3.一固一液两相区

4.两固一液三相区

5.全固相区

三、用碱性物及酸性物表示的等温相图

1.系统组分表示法

2.相图的标绘

3.相图的认识

第三节 直线规则和杠杆规则在等温相图中的应用

一、直线规则和杠杆规则证明

二、直线规则和杠杆规则的应用

三、直线规则和杠杆规则引申

1.等含量规则

2.定比例规则

3.向背规则

4.交叉规则

5.重心规则

6.共轭规则

第四节 三元体系相图分析

一、等温蒸发过程分析

1.简单相图

2.水合物Ⅰ型相图

3.水合物Ⅱ型相图

4.同成分复盐型相图

5.异成分复盐型相图

6.固体溶液型相图

7.复杂相图

二、盐析过程分析

三、变温过程分析

四、零变点研究

1.零变点分类

2.不同零变点性质及比较

第五节 三元体系相图的应用

一、钾石盐矿的分离提取

1.相图的认识

2.分离提取工艺过程分析

3.量的计算

二、粗光卤石分解制取氯化钾

1.相图的认识

2.加水过程分析及原则性流程

3.相图分析比较两个流程的生产效率情况

4.量的计算

5.母液P的循环利用计算

三、硝酸钠和硝酸钾的分离提取

1.相图及其工艺过程分析及其工艺流程制定

2.量的计算

3.多余母液的利用——相图探讨

习题三

第四章 四元水盐体系相图

第一节 四元水盐体系

一、四元水盐体系的分类

二、相律特征

三、组分间的关系

四、浓度表达

五、状态函数与连续原理

第二节 四元体系的相图基础

一、干基平面相图

1.干基三角相图

2.干基正方形相图

二、棱锥立体相图

1.三棱锥立体相图

2.四棱锥立体相图

三、棱柱立体相图

1.棱柱坐标系

2.棱柱相图的标绘

四、等温立体相图

1.简单四元体系立体图

2.交互四元体系立体图

五、等温立体相图的投影

1.放射投影——耶涅克投影图

2.底面正交投影——丹斯投影图和勒文赫尔兹投影图

3.轴侧正交投影——水图

4.平面截取——等水线图

六、多温相图

第三节 四元水盐体系相图的标绘

一、相图标绘的依据

二、干基三角形相图和水图的标绘

1.干基三角形相图

2.正交投影水图

3.干基相图与水图的对应关系

三、干基正方形相图和水图的标绘

1.干基正方形相图

2.投影水图

3.纵切面水图

第四节 四元体系相图的分析

一、过程向量法

1.向量与过程向量

2.过程向量的运算

3.过程向量的应用要点

二、直线规则与杠杆规则

1.直线规则

2.普遍意义的杠杆规则

3.干基图的杠杆规则

4.水图上的杠杆规则

三、相图的认识

1.相区的含义

2.典型固相的饱和相区

3.相称和不相称零变量点

四、等温蒸发过程分析

1.简单系统的等温蒸发过程

2.复杂系统的等温蒸发过程

3.等温蒸发分析要点及系统状态的确定

五、多温过程的相图分析

1.温度不同,溶解度不同

2.温度不同,固相种类不同

习题四

第五章 四元水盐体系相图的应用

第一节 典型工业过程的相图分析

一、察尔汗盐湖卤水滩晒光卤石

二、海水制盐

三、完全转换法生产硝酸钾

1.硝酸钠、氯化钾生产硝酸钾

2.硝酸铵、氯化钾生产硝酸钾

四、部分转化法生产硫酸钾

1.一步转化法

2.两步转化法

第二节 相图计算

一、图解计算法

二、解析计算法

1.状态点

2.状态点变化模型

3.相平衡关系模型

三、物料平衡算法

第三节 光卤石分解洗涤过程的相图分析与计算

一、等温蒸发的析盐规律

二、相图分析与计算

1.分解洗涤一步操作

2.分解洗涤两步操作

第四节 转化生产硫酸钾的相图分析与计算

一、常温直接转化

1.相图特点

2.过程分析(图5-18)

3.过程计算

二、常温间接转化

1.过程分析

2.过程计算

三、多温完全转化

1.过程的相图分析

2.过程的计算

习题五

第六章 五元水盐体系相图

第一节 相律特征

第二节 组分间的关系和组成表示方法

一、组分间的关系

1.简单五元体系

2.交互五元体系

二、组成的表示方法

1.简单五元体系

2.交互五元体系

第三节 交互五元体系图形表示法

一、等温立体干基图

二、交互五元体系的立体图

1.正三角柱等温干基坐标系

2.等温立体干基图剖析

三、简化干基图

1.检验图中区域的个数

2.检验五元等温零变点引出的线数

四、水图和钠图

五、几种图形间的联系

第四节 交互五元水盐体系相图分析

一、过程向量法的运用

1.在液相面上——两固一液平衡时

2.在液相线上——三固一液平衡时

3.在零变点上——四固一液平衡时

二、蒸发析盐规律分析

三、相平衡界限点及状态的确定

1.蒸发时氯化钠首先析出的情况

2.蒸发时其他固相首先析出的情况

四、量的计算方法

第五节 简单五元水盐体系相图

一、等温立体干基图

二、简化图形

三、相图的运用

第六节 五元水盐体系相图的应用

一、蒸发浓缩法从苦卤中提取氯化钾

二、氯化钾生产中蒸发保温过程的分析

三、氯化钾生产中澄清液冷却结晶过程的分析

习题六

第七章 介稳平衡相图

第一节 介稳相平衡

一、介稳相平衡

二、过饱和溶液

第二节 二元和三元体系介稳相图

一、二元体系介稳相图

二、三元体系介稳相图

第三节 四元体系介稳相图

第四节 五元体系介稳相图

一、海水体系在25℃的介稳相图

二、海水体系在15℃和35℃的介稳相图

三、含锂体系多温介稳相图

第五节 非平衡态相图

一、硼氧酸盐体系非平衡态相图

二、沸腾蒸发非平衡态相图

习题七

第八章 水盐体系相平衡实验研究方法

第一节 水盐体系稳定相平衡

一、等温溶解平衡法

1.实验研究方法

2.实验仪器

二、变温法

第二节 水盐体系介稳相平衡

一、等温蒸发结晶法

二、实验研究方法与实验装置

1.实验研究方法

2.实验装置

第三节 固相鉴定

一、湿固相法

二、解析法

三、晶体光学法

四、其他方法

1.添加惰性物法

2.X射线衍射法

3.红外吸收光谱法

4.热分析法

第四节 电解质溶液热力学性质研究方法

一、等压法

二、电势法

三、量热法

习题八

第九章 水盐体系电解质溶液理论及应用

第一节 电解质溶液理论发展概况

一、经典电解质溶液理论

二、半经验模型

三、统计热力学模型

第二节 Pitzer电解质溶液理论

一、单组分电解质的Pitzer计算公式

二、混合电解质的Pitzer计算公式

三、Pitzer模型的拓展

第三节 电解质Pitzer参数

一、Pitzer参数

二、Pitzer参数的获得

1.利用活度系数和渗透系数拟合

2.利用溶解度数据拟合

3.Pitzer参数与温度的关联

第四节 水盐体系固液平衡

一、盐的溶解平衡常数

二、水盐体系中盐溶解度的理论计算

第五节 Pitzer电解质溶液理论进行水盐体系计算程序

习题九

习题参考答案

附录

附录一 矿物盐中英文名称、缩写符号和密度

附录二 相图计算常用数据

附录三 水合盐与复盐的组成

(1)水合单盐

(2)二重复盐

(3)三重复盐

附录四 化合物与离子间的换算关系

附录五 常见天然盐类及其离子的标准化学位

附录六 常见电解质Pitzer参数

(1)1-1电解质的Pitzer参数

(2)1-2型或2-1型电解质的Pitzer参数

(3)3-1型或4-1型电解质的Pitzer参数

(4)某些2-2型电解质的Pitzer参数

(5)电解质的Pitzer混合离子作用参数

(6)电解质Pitzer混合离子作用参数

(7)电解质的Pitzer参数

附录七 盐类矿物光性鉴定表

(1)均质体

(2)一轴晶

(3)二轴晶正光性

(4)二轴晶负光性

附录八 海水体系稳定相平衡数据

(1)NaCl-H2O

(2)KCl-H2O

(3)MgCl2-H2O

(4)Na2SO4-H2O

(5)K2SO4-H2O

(6)MgSO4-H2O

(7)Na+,K+∥Cl-H2O

(8)Na+,

(9)Na+,Mg2+∥Cl-H2O

(10)Na+,

(11)K+,Mg2+∥Cl--H2O

(12)K+,

(13)Na+∥Cl-,

(14)K+∥Cl-,

(15)Mg2+∥Cl-,

(16)Na+,K+,Mg2+∥Cl--H2O

(17)Na+,K+,Mg2+∥

(18)Na+,K+∥Cl-,

(19)Na+,Mg2+∥Cl-,

(20)K+,Mg2+∥Cl-,

(21)Na+,K+∥Cl-,

(22)Na+,K+,Mg2+∥Cl-,

参考文献

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