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本文采用等温蒸发法研究了四元体系(Li+,Mg2+//SO42-,borate-H2o)在273.15 K时,五元体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-,borate-H2O)及其四元子体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-H2O)、三元子体系(MgCl2-MgSO4-H2O)在323.15 K时的介稳相平衡；采用等温溶解法研究了五元体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-,borate-H2O)及2个三元子体系(MgSO4-MgB4O7-H2O)、(Li2B4O7-MgB4O7-H2O)在323.15 K时的稳定相平衡；分别测定了上述体系液相中各组份的平衡溶解度及物化性质(密度和pH),并绘制了相应相图和平衡溶液物化性质-组成图。
在四元体系(Li+,Mg2+//SO42-,borate-H2O)273.15 K时的介稳相图中,有2个四元无变度点、5条单变度介稳溶解度曲线和4个介稳结晶相区。与298.15K该体系稳定相图对比,Li2B4O7·3H2O结晶区消失,出现了LiBO2·8H2O相区,Li2SO4·H2O和MgSO4·7H2O的结晶区面积扩大,其它矿物结晶区面积缩小。溶液的物化性质随着溶液浓度的改变而有规律地变化。由已见报导的三元溶解度拟合该体系在298.15 K的Pitzer参数,运用Fortran语言编程,采用Pitzer模型和H-W公式,利用平衡溶度积常数为判据,计算了该体系298.15K的稳定相图,与该温度下稳定实验相图基本一致。
在三元体系(Mgcl2-MgSO4-H2O)323.15 K时的介稳相图中,有2个三元无变度点、3条单变度介稳溶解度曲线和3个结晶相区。与323.15 K该体系稳定相图对比,发现MgSO4·H2O结晶区消失,MgCl2·6H2O和MgSO4·6H2O的结晶区扩大,MgSO4·4H2O的结晶区缩小。采用经验公式预测了介稳平衡体系的折光率,预测值与实验值基本吻合。采用文献Pitzer参数与温度关系式,得到了该体系323.15K的Pitzer参数,计算了体系固相介稳平衡常数,进而计算了该体系的介稳溶解度,与实验值基本吻合。
在四元体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O)323.15 K时的介稳相图中,有4个四元无变度点、9条单变度介稳溶解度曲线和6个介稳结晶相区。与323.15 K该体系稳定相图对比,硫酸镁的介稳现象比较严重,且出现MgSO4·4H2O结晶相区,MgCl2·6H2O和MgSO4·6H2O的结晶相区有所变化,其它相区变化不明显。溶液的物化性质随着溶液浓度的改变而有规律地变化。采用经验公式对介稳平衡溶液密度进行了理论计算,计算值与实验值吻合。由渗透系数和溶解度数据以及Pitzer参数与温度关系表达式拟合了该体系323.15 K的Pitzer参数和固相介稳溶解平衡常数,进而计算了该体系的介稳溶解度,与实验值基本吻合。
研究了五元体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-,borate-H2O)在323.15 K硫酸锂饱和时的(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-H2O)边界区域的介稳相平衡,介稳相图中有4条单变度曲线。蒸发过程中发现Li2B4O7和MgB4O7不能以晶体的形式析出,最后得到粘稠状液体,无法获得五元无变度点溶解度等参数。溶液的密度和pH随着溶液浓度的改变而有规律地变化。
在三元体系(MgSO4-MgB4O7-H2O)323.15 K时的稳定相图中,有1个三元无变度点、2条单变度介稳溶解度曲线和2个结晶相区。与298.15 K稳定相图对比,单盐结晶区均缩小。溶液物化性质随着MgSO4浓度的增大而有规律地变化。用经验公式对稳定平衡溶液密度和折光率进行理论计算,计算值与实验值吻合较好。
在三元体系(Li2B4O7-MgB4O7-H2O)323.15 K时的稳定相图中,有1个三元无变度点、2条单变度介稳溶解度曲线和2个结晶相区。与298.15 K稳定相图对比,单盐结晶区均缩小。
在五元体系(Li+,Mg2+//Cl-,SO42-,borate-H2O)323.15 K时在硫酸锂饱和的稳定相图中,有6个五元无变度点,13条溶解度单变度曲线和8个结晶相区。单变度线E1F1线和E8F1线上章氏硼镁石没有转化,其余单变度线上章氏硼镁石发生转化。溶液的密度和pH随着溶液浓度的改变而有规律地变化。用经验公式对单变度线E1F1线和E8F1线稳定平衡溶液密度进行了理论计算,计算值与实验值吻合较好。由已知的三元溶解度拟合该体系在323.15 K的Pitzer参数和固相稳定溶解平衡常数,进而计算了该体系的稳定溶解度,与实验值相比,相图中单变度线E1F1线和E8F1线变化趋势一致,吻合较好,其它单变度线上B4O72-浓度计算值偏低,主要是由章氏硼镁石的转化造成的。