四元体系CaCl2-CaSO4-CaB6O10-H2O 308.15 K相平衡研究

作者：袁菲; 宋江涛; 胡佳音; 郭亚飞; 王士强; 邓天龙^*

来源：化工学报, 2020, 71(01): 209-215.

• 水盐体系
• 相平衡
• 等温溶解平衡法
• 钙硼酸盐

采用等温溶解平衡法研究了四元体系CaCl2-CaSO4-CaB6O10-H2O在308.15 K下的稳定相平衡。测定了该体系的溶解度及平衡溶液的物化性质(包括折射率、密度和pH)。根据实验数据,分别绘制了该四元体系的干基图、水图以及相应的物化性质–组成图。研究结果表明:该体系在308.15 K时有1个共饱点(CaCl2·4H2O+CaSO4·2H2O+CaB6O10·5H2O),3条单变量溶解度曲线,3个单盐结晶区,分别对应于CaCl2·4H2O、硬石膏(CaSO4·2H2O)和高硼钙石(CaB6O10·5H2O)。其中,硬石膏CaSO4·2H2O结晶区最大、高硼钙石CaB6O10·5H2O结晶区次之,而CaCl2·4H2O结晶区最小,表明硬石膏最易于结晶析出。此外,该四元体系在308.15 K下没有复盐和固溶体生成,属于简单水合物I型。平衡液相的物化性质随着CaCl2浓度的增大呈规律性变化,并在共饱点处发生转折。其中,折射率和密度的变化规律相近,而pH的变化规律则与之相反。对该四元体系的稳定相平衡进行研究,将为综合开发利用油田卤水中的钙、硼等资源提供理论依据。

• 单位
  材料学院; 天津科技大学