氯化銨-氯化鎂-氨-水體系在298K的相平衡與反應(yīng)平衡.pdf

1、目前，我國大部分企業(yè)采用的是氨法制備氫氧化鎂。沉鎂溶液形成了含氨、氯化鎂、氯化銨的復(fù)雜體系，對該體系的深入研究，可以為改善工藝和設(shè)計(jì)更合理工藝條件提供基礎(chǔ)，然而這方面的熱力學(xué)研究還很少。
　　本課題采用25℃下氨法制備氫氧化鎂，選定NH4Cl-MgCl2-H2O,NH4Cl-NH3-H2O兩個(gè)三元體系和NH4Cl-MgCl2-NH3-H2O一個(gè)四元體系，研究氯化銨在這三個(gè)體系中的溶解度隨氨濃度和氯化鎂濃度的變化規(guī)律;研究四元體系中

2、氫氧化鎂形成的條件和形成區(qū)域，為水氯鎂石氨法生產(chǎn)氫氧化鎂，并利用水氯鎂石溶析氯化銨提供熱力學(xué)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對上述三個(gè)體系的化學(xué)平衡和相平衡，建立熱力學(xué)模型。具體結(jié)果如下:
　　1、氯化銨溶解度的研究:選擇NH4Cl-MgCl2-H2O、NH4Cl-NH3-H2O兩個(gè)三元體系以及NH4Cl-MgCl2-NH3-H2O一個(gè)四元體系，測定了氯化銨在這幾個(gè)體系的溶解度，確定了氯化銨溶解度隨氨、氯化鎂濃度的變化規(guī)律。同時(shí)發(fā)現(xiàn)(1)當(dāng)

3、氯化鎂初始含量小于10％時(shí)，通氨的全程中都沒有氫氧化鎂生成。(2)在高氨的氯化銨飽和溶液中氫氧化鎂不容易析出，因此氯化鎂在氯化銨飽和溶液中存在一個(gè)很寬的穩(wěn)定范圍。
　　2、氫氧化鎂的生成區(qū)域:針對NH4Cl-MgCl2-NH3-H2O四元體系來說，從兩方面進(jìn)行研究:一、在含氯化鎂的氯化銨飽和溶液中通氨，研究氫氧化鎂的析出規(guī)律和形成區(qū)域。二、根據(jù)上述高氨溶液氫氧化鎂不析出的特點(diǎn)，在高氨溶液中加入水氯鎂石，在此過程中(1)由于水氯鎂石

4、的溶解和稀釋作用使氨濃度降低，致使氫氧化鎂析出;(2)氫氧化鎂的析出使氯化銨濃度提高，(3)當(dāng)達(dá)到氯化銨飽和時(shí)，液相點(diǎn)也進(jìn)入氯化鎂穩(wěn)定區(qū)域，此時(shí)氫氧化鎂不再析出;(4)繼續(xù)加入水氯鎂石，使飽和的氯化銨析出。
　　3、基于以上兩點(diǎn)，制定了氫氧化鎂與氯化銨聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)方案:即配制氯化鎂初始濃度為1.29mol/L的NH4Cl-MgCl2-H2O體系，通氨至飽和，再加水氯鎂石生產(chǎn)氫氧化鎂至最后溶析氯化銨的階段，最終固液分離，母液循環(huán)使用。

5、
　　4、熱力學(xué)模型:本課題組通過對NH4Cl-MgCl2-NH3-H2O體系溶液化學(xué)的研究，將活度系數(shù)表達(dá)為化學(xué)貢獻(xiàn)和物理貢獻(xiàn)兩個(gè)部分。其中化學(xué)貢獻(xiàn)是在了解了溶液的化學(xué)構(gòu)成和化學(xué)反應(yīng)過程，建立了溶液化學(xué)平衡模型來表達(dá);而物理貢獻(xiàn)則采用目前廣泛采用的Pitzer模型，并對其在表觀濃度與真實(shí)濃度、混合溶劑等方面進(jìn)行適應(yīng)性改變，從而獲得了適合于這種即有混合電解質(zhì)、又有混合溶劑，且化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜的復(fù)雜體系的熱力學(xué)模型。模型參數(shù)通過二元