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LiCl-CaCl_2-H_2O体系的热力学性质研究

徐文芳  
【摘要】: 锂及其化合物以其独特的性质在高科技及传统工业领域中有着广泛的用途,我国有丰富的锂资源,有效地开发和利用这些资源对提高我国锂工业在世界上的竞争力有重要意义,而各种盐水体系的热力学性质则是盐湖提锂技术发展至关重要的理论基础。在本文中,我们对锂的性质及其用途,我国锂资源及卤水提锂技术和发展进行了介绍。此外,对电解质溶液理论的发展进行了综述,介绍了常用的几种热力学模型的发展及应用。 由于三元体系LiCl-CaCl2-H2O的热力学性质,其中包括它的固-液相图,在从含镁和锂的为主的盐湖卤水以及含钙和锂为主的盐湖卤水中提锂有重要的应用价值。至今,虽然已有很多人测定了该体系的溶解度等温线,但是他们的研究结果存在很大的差异。而且,到目前为止,除298.15K之外,还没有该体系其他温度包括复盐LiCl·CaCl2·5H2O在内的完整的溶解度相图。因此,在本文中我们用最基本最直接的方法即水盐体系的相平衡实验测得了体系在283.15 K和323.15 K的溶解度性质,并将这些溶解度数据及已有的水的活度的数据应用到可以很好的描述二元体系LiCl-H2O和二元体系CaCl2-H2O的BET模型中,用来拟合该三元体系的模型参数。利用拟合得到的模型参数,我们拟合预测了该体系在283.15 K-323.15 K温度范围内完整的溶解度相图。同时,对Christov用原始Pitzer模型拟合的三元体系LiCl-CaCl2-H2O的溶解度性质进行了评述。结果表明,用BET模型可以很好的描述了该三元体系,并得到了CaCl2·4H2O(s),CaCl2·2H2O(s),LiCl·2H2O(s)和LiCl·CaCl2·5H2O(s)的标准吉布斯自由能,并将这些结果与其他学者报道的成果进行了比较,证实了BET模型更适合用来研究三元体系LiCl-CaCl2-H2O。


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