25 ℃下Mg2+,NH4+//Cl-,SO42--H2O四元體系等溫蒸發(fā)介穩(wěn)相平衡研究

秦亞欠，趙 斌，趙曉玲，劉秀伍，郭宏飛，曹吉林

(河北省綠色化工與高效節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300130)

1 引 言

硫酸鎂是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、輕工、食品、印染、化學(xué)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，其產(chǎn)量的90% 是作為鎂肥使用[1-2]。如今制取肥料級(jí)硫酸鎂的方法有硫酸法[3]、鹽湖苦鹵法、苦鹵復(fù)曬法、震蕩轉(zhuǎn)化法等[4]。其中，鹽湖苦鹵法與其他方法相比，具有工藝簡(jiǎn)單，成本較低，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)[5]。

中國(guó)青海柴達(dá)木盆地以其豐富的氯化鉀和氯化鎂著稱(chēng)，然而在利用鹽湖氯化鉀資源生產(chǎn)硫酸鉀產(chǎn)品過(guò)程中，大量氯化鎂資源沒(méi)有得到有效利用。柴達(dá)木地區(qū)擁有風(fēng)大，干旱，雨量少，蒸發(fā)量大的有利氣候條件[6]。為了經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)鹽湖的礦產(chǎn)資源，充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，介穩(wěn)相平衡對(duì)于預(yù)測(cè)鹽湖實(shí)際蒸發(fā)路徑變得至關(guān)重要。所以，針對(duì) Mg2+，NH4+//Cl-，SO42--H2O穩(wěn)定相圖指導(dǎo)氯化鎂與硫酸銨反應(yīng)制備無(wú)氯鉀肥時(shí)，存在母液蒸發(fā)能耗大，成本高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜等的問(wèn)題，作者提出直接利用鹽湖資源中氯化鎂與硫酸銨轉(zhuǎn)化反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鎂銨復(fù)合肥的新思路。目前文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道了0、25和60 ℃ 時(shí)Mg2+，NH4+//Cl-，SO42--H2O的穩(wěn)定相平衡數(shù)據(jù)[7-8]，但是該水鹽體系的介穩(wěn)相平衡研究還未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，本文對(duì)25 ℃ 時(shí)Mg2+，NH4+//Cl-，SO42--H2O四元體系介穩(wěn)相平衡及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)所用的(NH4)2SO4，MgCl2·6H2O、MgSO4·7H2O、NH4Cl及分析所用試劑均為分析純?cè)噭兌染?99%，詳細(xì)的藥品信息見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)中用水均為二次蒸餾水，電導(dǎo)率小于5 μS?cm-1。

表1 所用藥品廠家及純度Table 1 Chemicals used in the study