298.2 K四元体系MgCl2-SrCl2-AlCl3-H2O相平衡实验及溶解度计算
2021-01-29郑秋风罗军陈帅陈念粗于旭东曾英
郑秋风,罗军,陈帅,陈念粗,于旭东,2,曾英,2
(1 成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059; 2 四川省攀西战略矿产资源综合利用协同创新中心,四川 成都610059)
引 言
锶是碱土金属(除铍外)中丰度最小的元素,在自然界以化合态存在,多赋存于天青石(SrSO4)和菱锶矿(SrCO3)中。我国锶储量位居世界前三,但锶矿品位较低,锶与钙、钡等伴生矿物的性质相似,增加了提炼难度[1]。我国碳酸锶多采用碳还原法进行生产,虽工艺简单、成本较低,但锶的利用率低于75%,每生产1 t 碳酸锶约产生2.5 t 左右的废渣,造成大量锶资源的浪费。若能将含锶废渣中的锶进行回收再利用,不仅能解决环境污染问题,还有利于提高锶资源的利用率[2]。碳酸锶废渣含锶成分多为酸溶性锶、钙、镁、铝等化合物,加入HCl 或NH4Cl浸取剂,形成了含铵、锶、镁、铝、钙等多离子共存的氯化物型浸取液,对应的多离子共存体系可概括为六元体系NH4Cl-MgCl2-CaCl2-SrCl2-AlCl3-H2O。利用共存体系中各盐的溶解度差异,通过蒸发、结晶等一系列相分离技术,可使锶以氯化锶的形式从废渣浸取液中分离出来。上述过程中涉及盐类的动态溶解、结晶,即固-液相平衡过程。相平衡与相图对于多离子共存复杂水盐体系中盐类的分离提取具有重要指导作用[3-6]。
现有文献中,已有关于复杂六元体系NH4Cl-MgCl2-CaCl2-SrCl2-AlCl3-H2O 相关子体系相平衡研究的报道,如三元体系NH4Cl-SrCl2-H2O 298.2 K[7],NH4Cl-CaCl2-H2O 273.2、298.2、323.2、348.2 K[8-10],NH4Cl-MgCl2-H2O 273.2、298.2 K[11-12],CaCl2-AlCl3-H2O 298.2、308.2 K[13-14],CaCl2-SrCl2-H2O 288.2、298.2、373.2 K[15-18];四 元 体 系NH4Cl-MgCl2-SrCl2-H2O 298.2 K[19],NH4Cl-MgCl2-AlCl3-H2O 283.2 ~363.2 K[20],NH4Cl-CaCl2-AlCl3-H2O 298.2 K[21]。已有研究发现,铵镁共存时有复盐NH4Cl·MgCl2·6H2O 生成,锶钙共存时有固溶体[(Sr, Ca)Cl2]·6H2O 和[(Ca,Sr)Cl2]·6H2O 生成,铵钙共存氯化物体系中复盐2NH4Cl·CaCl2·3H2O 是否生成与研究温度有关。……
