碳酸铈在NaCl-H2O体系中的相平衡热力学模型

作者：栾峰; 王道广; 王均凤^*; 张建伟; 崔朋蕾

来源：过程工程学报, 2022, 22(08): 1103-1114.

• 碳酸铈
• 相平衡
• 溶解度
• 热力学模型

碳酸铈是生产CeO2的重要前驱体，对其性质具有决定性影响。碳酸铈的结晶特征取决于反应结晶过程中过饱和度的控制，其在NaCl-H2O体系中的相平衡数据是关键基础数据。本工作首先在298.15～363.15 K温度范围内合成了碳酸铈，XRD分析结果显示，323.15 K 及以下得到的产品为八水碳酸铈[Ce2(CO3)3·8H2O], 343.15 K 及以上得到的产品为碱式碳酸铈[CeCO3OH]。本工作采用经典等温法测定了这两种碳酸铈化合物在 NaCl-H2O 体系中的相平衡数据，并利用 Aspen Plus 平台的ELEC-NRTL 方程建立了可准确预测 Ce2(CO3)3·8H2O 和 CeCO3OH 在 NaCl-H2O 体系中相平衡数据的热力学模型。在无限稀释假设的基础上，通过回归Ce2(CO3)3·8H2O 和 CeCO3OH 在水中的溶解度数据，确定了这两种化合物的溶度积。采用赋存形态分析方法，将CeCO3+, CeOH2+, CeHCO32+等组分引入热力学模型。利用实验数据获得了新的离子对(Ce3+-HCO3-和Ce3+-Cl-)参数，提高了新模型的预测能力，所建立的热力学模型预测值与实验数据吻合较好。

• 单位
  中国科学院; 多相复杂系统国家重点实验室; 中国科学院过程工程研究所; 沈阳化工大学