[哲学]第三章三元体系.ppt

课堂练习：简单三元体系相图的标绘NaCl-Na2SO4-H2O三元体系在100度时的相图 课堂练习复杂相图的标绘- 含水合盐和复盐体系 课堂练习2：NaCl-Na2SO4-H2O三元体系 含有复盐的相图 固溶体相图的标绘 复杂相图的标绘 简单相图蒸发过程 水合物II型：以NaCl-Na2SO4-H2O体系25℃相图为例， 异成分复盐等温蒸发过程 二、共饱和点性质的判断 一、钾石盐加工的相图原理 钾石盐是天然矿物，是获取KCl的重要原料，其组成忽略其他少量杂质，含NaCl约70％、KCl约30％。近年来在我国也有发现。 根据钾石盐的组成可见，其分离原理是利用三元体系KCl-NaCl-H2O相图的原理 该矿物加水后形成NaCl－KCl－H2O三元体系，如图3－28所示，在不同温度下，该图中不同盐的相区扩缩明显。经分析选取100℃制取NaCl，25℃时制取KCl，见图3－28。 从图中看出，投入物料K(K点)，生成物料为A、B，三者对应在相图中的点K、A、B在一条自线上。因此，在理论上只要过程中保持适当的母液循环量，就能使钾石盐矿中的KCl和NaCl完全分离。但实际生产中还要补充水，用以弥补母液的损失，并有洗涤、干燥等保证产品质量的措施。氯化钾纯度可达到99.9% 。 像这样同时从固相或固液相混合原料中将两种盐一一分开，成两种纯物质的分级结晶工艺叫做“B水平分离”。 将NaCl加入一定浓度的Na2SO4溶液中，由于同离子效应，可析出Na2SO4固相，这种方法称为盐析法。相图可以反映这一规律，并提供优惠的条件和流程，见图3-29。 NaCl—Na2SO4—H2O体系的多温相用如图3-30所示。随着温度的提高，共饱液中Na2SO4的含量减少，说明高温时利于Na2SO4的析出。图中还表明17.9℃是Na2SO4存在于相平衡中的最低温度。图3-30中给出了该体系等温图的局部W角，其中四条曲线都是Na2SO4的溶解度曲线。自上而下分别为35℃、50℃、75℃、100℃的曲线。显然，温度愈高，越靠近W角，即表示溶解度愈小。综上所述，高温盐析更为有利，但为减少热损失，温度应控制在50℃~100℃为宜。 忽略其中CaSO4、MgSO4，将系统点标于图3-29中M点，盐析过程使M点趋向A点，所加入的NaCl量应控制在使系统点维持在N－R之间，到达R点时，理论上析出Na2SO4最大，相对应的液相点在N－E之间。 下面介绍物料平衡法 通过物料平衡方程式来进行量的计算方法称为物料平衡法，它是根据 物质不灭定律得出的，即总的物料等于组成它的各部分物料量之和。此关系不仅对无聊反应的总过程适用，而且对部分物料的部分过程也是适用的，它是一种最精确的计算方法，对二至六元体系都适用。 物料平衡法的解题步骤： (1)首先在相图上按最佳条件确定工艺流程，并用大写英文字母写出 大致的过程，也可结出工艺框图； (2)从数据表或相图上查出有关的固液相组成，并列具成表，以便查找； (3)设未知数，一般用相图上物料相应的小写英文字母表示各物料的重量，以利对照； (4)按照过程表示的物料平衡关系列出方程式，一般是有几个未知数，列几个独立方程，有水合物存在时，据水合物的分子或按无水盐和结晶水的比例，组成一个附加方程式； (5)解方程组，求出未知量； (6)计算产品盐或某种离子的回收率。 在方程式左边写下原始物料的数量，而右边是系统最终出现的物科量，若相图是以质量百分数表示组成，则首无从图上读出每一相的质量百分组成。 [例 3-2] 以上述清硝液100g为基准，用物料平衡法计算盐析过程，参 见图3-29 解：（1） 过程M+A→R→B+E （2） 母液E的组成，查得NaCl为24.2%，Na2SO4为5.3% （3） 设未知数 a为加入NaCl的质量（kg） b为产品Na2SO4量 （kg） （4） 列物料衡算式 总物料 100+a=e+b NaCl 100×0.9%+a=e×24.2% Na2SO4 100×22.4%=e×5.3%+b （5） 解方程得 a＝25.4 kg b=16.6 kg