第二章 二元体系相图.ppt

1、该体系为具有五种水合物的复杂二元相图，但该体系中只有S12（ MgCl2.12H2O）是稳定水合盐。 2、 MgCl2.8H2O 和MgCl2.12H2O 在低温时出现，MgCl2.6H2O在常温析出，MgCl2.4H2O和 MgCl2.2H2O则在高温析出。 3、相图中MgCl2的含量最高为67.8%，相图为局部相图。 忽略少量的成分，则该废液即为MgCl2-H2O二元体系，通过相图分析可见： 生产过程中产品要求不同，工艺路线不同 1)卤块 卤块是MgCl2.6H20和MgCl2.4H20的混合物。原料M点必须浓缩并冷却才能进入MgCl2.6H20和MgCl2.4H20全固相区。因在常温下脱水极为困难，所以必须在高温下蒸发脱水，再冷却，将系统点引入产品所在区域。为此，相图上的路线应是M一N一P一Q。沸点为180℃，于160℃时有MgCl2.4H20析出，在116.7℃时有MgCl2.4H20转溶生成MgCl2·6H2O但不彻底。最后以混合物形式降至常温，凝为固相产品，含MgCl2约在50％左右。 2)晶体氯化镁 它是纯MgCl2.6H20固体。其工艺路线是M一K—E—G。终止浓度应控制在MgCl2含纯46.84％处(若超过该点则会有MgCl2·4H20析出，并影响设备传热)，将蒸发完成液E(E点)冷却至25 ℃的G点，得产品F(F点)和母液L(L点)，母液可返回利用，经多次循环后可及时排放。 3)脱水氯化镁 主要是MgCl2·2H20，含MgCl270％。从相图上看，MgCl2·2H20结晶区应在181 ℃以上，实际上在此温度下会发生水解反应： MgCl2·2H20 一 Mg(0H)Cl + H20 + HCl 因此，应在170 ℃左右蒸发脱水，最后达到R点，在沸腾床中干燥脱水成为产品。其工艺路线M一T一R 3、脱水氯化镁 主要为MgCl2.2H2O，含MgCl270%，结晶区在181℃以上，但是在该温度条件下会发生水解反应，因此在170℃左右蒸发脱水，最后到达R点，在沸腾床中干燥脱水称为产品 工艺路线为M→T→R CaCl2-H2O二元水盐体系相图应用 本章结束，进入下一章学习 -三元水盐体系 如图所示，在高点出呈平滑圆形状，这表明在加热温度接近它的融化温度时，这种水合物已经进行了部分分解 2、不稳定水和盐相图实例：NaCl-H2O为例 编号 符号 温度 液相组成 平衡固相 1 A 0 0 ice 2 -5 7.9 ice 3 -10 14.0 ice 4 -15 18.9 ice 5 E -21.1 23.3 Ice+ NaCl.2H2O 6 -15 24.2 NaCl.2H2O 7 -10 24.0 NaCl.2H2O 8 -5 25.6 NaCl.2H2O 9 Q 0.15 26.3 NaCl.2H2O+NaCl 10 10 26.3 NaCl 11 20 26.4 NaCl 12 25 26.45 NaCl 13 40 26.7 NaCl 14 50 26.9 NaCl 15 75 27.45 NaCl 16 100 28.25 NaCl 17 125 29.0 NaCl 18 200 31.5 NaCl 完整的NaCl-H2O体系相图 三、水合盐相图分析 （1）出现了水合盐溶解度曲线。它表示该水合盐的溶解度，由于水合盐的性质不同，他们又有各自的特征。稳定水合盐溶解度曲线出现了尖锐的最高点，该点的温度即水合物的熔点。不稳定水合盐溶解度曲线中间没有最高点。 2）固液平衡二相区。对稳定水合盐而言，在其固相竖线两侧各有一个扇形的该水合盐的饱和结晶区。而不稳定水合盐的结晶区只有一个区边梯形。 （3）不稳定水合盐相图中出现了多个全固相区。该区是以两条固相组成线为左右边的长方形。由于本区内无液相存在，所以当需要将水合盐变为含结晶水少的水合盐（低水合数的水合盐）或无水盐而又不使晶体熔化时，就必须在全固相区内脱去水合盐中的全部或部分结晶水，并使其干燥。本相区则为提供了该过程的温度范围和限度。 四、转溶现象 转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。发生的原因可以用相律解释，问题的关键又在于平衡的固液相的组成上。转溶反应是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无水盐（或含水较少的水合物）析出，水合盐溶解；反之，冷却时有利于水合盐的析出。当体系中生成多个不稳定水合盐时，将按含结晶水的多少依次转溶。 四、转溶现象 生成不稳定水合物的特点是存在转溶现象。 例如不稳定水合物芒硝在加热时发生以下过程 这种在一定温度下发生一种固相溶解，另一种固相析出的现象称为转溶现象，该温度称为转变点。 转溶现象相律分析： 在三相线上，相数为3，自由度则为0，所以温度只能为32.28℃，液相的浓度也不能改变，只能是含N