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我校在盐湖复杂体系相平衡与相图的热力学研究取得重要进展

我校在盐湖复杂体系相平衡与相图的热力学研究取得重要进展

来源:     作者:     日期:2019-06-06     阅读次数:

近日,国家自然科学基金委化学部,对国家自然科学基金柴达木盐湖化工科学研究联合基金的重点项目进行了结题验收。我校化工与材料学院周桓教授主持的“典型盐湖卤水环境温度范围稳态相平衡与成盐动态的集成相图及模型化”项目,经会审专家评议,全面完成计划内容,研究工作取得突破进展,综合评定等级为A级。参加本次结题验收的重点项目,共计7项,综合评定为A级的项目有3项。
该项目针对青藏高原两类典型盐湖体系,即察尔汗盐湖各区段为代表的氯化物型盐湖,即Li+, K+,Na+,Mg2+,Ca2+// Cl--H2O六元体系;和以东西台吉乃尔、一里坪、大浪滩盐湖为代表的硫酸盐型盐湖,即:Li+, K+,Na+,Mg2+,// SO42-,Cl--H2O六元体系开展了基础热力学模型构建、完整相图集成表达及成盐动态的应用研究。构建的复杂卤水的 eNRTL综合热力学模型具备复杂体系的表达能力和多温预测能力;建立的复杂体系综合热力学通用系统,具备物性与相平衡计算,多目标参数优化、完整相图推演、(等温、多温)过程析盐规律分析与冰点分析等功能;获得了两类典型盐湖体系相图与过程分析所必需的液相物种(离子、缔合结构)和固相物种(70个固体盐)基础热力学数据;推演得到的水盐体系完整相图,成为本研究的亮点之一;成盐动态及应用研究,获得了部分体系的成盐特征规律,形成了盐湖苦卤为原料的盐镁联产关键技术,已经被企业采用。
这是我校首次独立承担完成国家自然科学基金重点项目。该项研究的完成,标志盐湖复杂体系相平衡与相图的热力学研究取得重要进展,同时表明我校制盐及盐化工的特色在基础研究领域取得重要突破。
 
:部分成果的图片说明


氯化物型、硫酸盐型两类盐湖20个三元体系的全温完整相图

氯化物型、硫酸盐型两类盐湖20个三元体系的全温拓扑结构
上图给出了20个三元体系的全温相图和全温完整拓扑图。由于多温预测性是目前常用模型的短板,因此获得完整相图是水盐相图热力学研究的突破性进展。这一突破的关键在于:(1)综合模型的适用性;(2)模型参数的多温表达可行;(3)离子和固相物种的标准参数重新优化的成功。