氯-硫酸盐体系下硫酸钙溶解度相图的研究进展*
2018-08-13赖富国高国华肖燕飞徐志峰
无机盐工业 2018年8期
关键词:体系
赖富国,高国华,肖燕飞,徐志峰
(江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000)
硫酸钙通常以3种形态存在:二水硫酸钙(或称石膏,DH,CaSO4·2H2O)、半水硫酸钙(HH,CaSO4·0.5H2O)、无水硫酸钙(AH,CaSO4),其存在形态取决于温度、溶液酸碱度和溶液中组分浓度等条件。硫酸钙在多组分水溶液中的溶解度随晶型、温度和其它组分浓度而改变,这使得硫酸钙在多组分水溶液中的溶解行为非常复杂,很难预测。然而,钙大量存在于矿物资源以及天然水中,在物质提取过程中钙不可避免地会被带入水溶液中,很容易形成低溶解度的硫酸钙结晶,造成设备结垢、管道阻塞、产品纯度降低等问题[1],其症结就在于硫酸钙在氯化钠、氯化镁和氯化铵等氯-硫酸盐体系中的溶解度变化。
关于硫酸钙溶解度相图的研究在早期主要是通过实验来测定,而在当前,越来越多的模型被用来预测硫酸钙溶解度相图,如NRTL(Non-random Twoliquid)模型、Pitzer模型和MSE (The Mixed Solvent Electrolyte)模型,并且取得了较多可信的溶解度数据。但是硫酸钙溶解度相图更多集中在硫酸盐体系中[1-3]。而在卤水制盐、油田开发等领域中主要存在的是氯化钠、氯化镁、氯化钙等氯盐。对于这类氯-硫酸盐体系下硫酸钙的结晶问题,目前的研究相对较分散,没有系统的溶解度数据。笔者从卤水制盐、油田开发等领域中的氯-硫酸盐混合体系出发,总结归纳了硫酸钙在氯-硫酸盐混合体系中溶解度相图的研究进展,基于此来掌握硫酸钙在各种氯-硫酸盐水溶液体系下的溶解度规律,为最终解决卤水制盐和油田开发等工业生产过程中硫酸钙结晶难题提供更加全面的数据支撑。……
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