第三章水盐相图1

复习—简单三元水盐体系相图BAWB＇A＇652L413PKClNaClNaCl+KCl+LEKCl+LNaCl+LE1234NM图3-10NaCl－KCl－H2O体系20℃相图Ea图3-31复习—复杂三元水盐体系相图表3-点、线、面意义一、直线杠杆规则二、等含量规则三、向背规则四、定比例规则五、交叉位置规则六、共轭位置规则七、重心位置规则

复习—两条规则在相图中的运用[例3-1]根据上述所学规则，试判断图3-18中下列过程是否可以实现？（1）D(D点)+W→A+B（2）C(C点)-W→B+E(E点)（3）F(F点)-B→A+D+W（4）E-W→B+D

注：各物料量均不为零。答：（1）不符合向背规则，不能实现。（2）符合重心规则，可以实现。（3）符合向背法则和重心规则，可以实现。（4）不符合重心规则，不能实现。图3-18[例3-1]附图BACPWDFE第三章三元水盐体系相图

第一节图形表示法第二节简单三元水盐体系相图第三节复杂三元水盐体系相图第四节两条规则在相图中的运用第五节等温蒸发过程分析第六节三元水盐体系相图的应用第五节等温蒸发过程分析一、一些专业术语二、各类相图的等温蒸发过程三、共饱点性质的判断四、变温过程分析一、一些专业术语1）蒸干：指系统经蒸发失水至全部成为固相的操作。此时系统中已看不到液相，但水分仍可能以结晶水的形式存在于固相的水合盐、水合复盐或固体溶液中。2）干点：指蒸干时瞬间消失的液相点。通常作为干点的都是液相点，偶尔可能在系统点上。一般说在某点蒸干，即指干点。一、一些专业术语3）蒸发射线：连接水顶点W与被蒸发系统点的射线，其方向是背离水的顶点的。用于表示系统的蒸发过程。反之，加水时叫稀释线。4）结晶线：一般指在一固一液或二固一液平衡区中，连接液相点和其平衡固相点之间的连线。它表达了结晶过程中液相的变化及与之相对应的固相的组成情况。5）操作线：一般指进行某种化工操作时其操作过程中系统点移动的轨迹方向和路线，一般是一条或几条线，如升、降温，等温蒸发，混合配料等操作时所作的线段。在二至五元体系相图的变温过程中，又常将某液相点叫操作点。二、各类相图的等温蒸发过程1．简单三元水盐体系蒸发过程分析阶段一二三过程情况浓缩阶段KCl析出KCl+NaCl共析系统点M→NN→QQ→S液相点M→NN→EE（干点）固相点——BB→SW（H2O）B＇A＇图3-19简单相图PEDSA（NaCl）B（KCl）LNMQR阶段一二三四过程情况浓缩阶段S10析出S10+NaCl共析S10脱水Na2SO4析出系统点1→22→33→44→5液相点1→22→EE（干点）——固相点——S10S10→44→5W（H2O）B＇A＇图3-20水合物Ⅰ型123M4N5ES10DFA（NaCl）B（Na2SO4）二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（1）水合物Ⅰ型阶段一二三四五过程情况浓缩阶段S10析出S10脱水转溶为Na2SO4析出Na2SO4析出Na2SO4+NaCl共析系统点1→22→33→44→55→6液相点1→22→QQ（不是干点）Q→EE（干点）固相点——S10S10→BBB→6W（H2O）A（NaCl）B（Na2SO4）A＇B＇QE234561S10图3-21水合物Ⅱ型二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（2）水合物Ⅱ型阶段一二过程情况浓缩阶段复盐G析出系统点M→FF→G液相点M→FF（干点）固相点——G图3-22同成分复盐A（Na2CO3）B（Na2SO4）W（H2O）A＇B＇E1E2FG二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（3）同成分复盐B（K2SO4）A（Na2SO4）W（H2O）A＇B＇EPG1234561＇2＇3＇4＇图3-23异成分复盐阶段一二三四五过程情况浓缩阶段K2SO4析出K2SO4溶解+Gla析出Gla析出Na2SO4+Gla共析系统点1→22→33→44→55→6液相点1→22→PP（不是干点）P→EE（干点）固相点——BB→GGG→6二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（4）异成分复盐型（系统点1的蒸发过程）图3-24固体溶液相图A（RbCl）B（KCl）W（H2O）A＇B＇SL1＇2＇3＇4＇123456S＇L＇阶段一二过程情况浓缩阶段固体溶液析出系统点1→22→6液相点1→22→L（干点）固相点——S→6二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（5）固体溶液型—1（系统点1的蒸发过程）阶段一二过程情况浓缩阶段固体溶液析出系统点1＇→2＇2＇→4＇液相点1＇→2＇2＇→L＇（干点）固相点——S＇→4＇图3-24固体溶液相图A（RbCl）B（KCl）W（H2O）A＇B＇SL1＇2＇3＇4＇123456S＇L＇二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（5）固体溶液型—2（系统点1＇的蒸发过程）W（H2O）B＇A＇（a）PA（Na2SO4）B（MgSO4）A1M7HE1E2（b）W（H2O）B＇A＇A（NiCl2）B（NH4Cl）NiCl2·2H2O2145E1E2a＇b＇cde3图3-25复杂相图两例二、各类相图的等温蒸发过程2．复杂三元水盐体系蒸发过程分析（6）复杂相图二、共饱点性质的判断共饱点的相应三角形：在三元等温图中，与共饱点所代表的液相平衡的两个固相点及水点所构成的三角形。共饱点分类：

相称共饱点—在相应三角形内

不相称共饱点—在相应三角形外/边上

二、共饱点性质的判断共饱点名称相称共饱点不相称共饱点（1）不相称共饱点（2）几何位置特征在相应三角形内（包括三角形边上）在相应三角形之外在退化为直线的三角形之外二固一液区内蒸发时不变如固相的量变少液相组成改变变固相析出情况、是否干点固相都析出，是绝对干点发生固相转溶，是条件干点水合物转溶，绝不是干点实例除右边的两情况异成分复盐水合物Ⅱ型三、变温过程分析MW（H2O）图3-26变温蒸发过程K100B（NaNO3）A（KNO3）K75K25N25N75N100E75E25E10010020406080t（℃）WB（NaNO3）A（KNO3）E100E75ExE25E25ExE75E100图3-27同插法图例第三章三元水盐体系相图

第一节图形表示法第二节简单三元水盐体系相图第三节复杂三元水盐体系相图第四节两条规则在相图中的运用第五节等温蒸发过程分析第六节三元水盐体系相图的应用第六节三元水盐体系相图的应用实例分析—

钾石盐分离制取氯化钾相图分析例题—设钾石盐中含70%NaCl、30%KCl，试确定其分离流程及产率。解—

原料钾石盐的组成点位于图中K点L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）例题：设钾石盐中含70%NaCl、30%KCl，试确定其分离流程、产率。（一）工艺过程分析1.溶解：先加100℃的热水到一定量的原料——钾石盐中，随着水份的加入新系统点应沿着KA连线向A的方向移动（连线规则）为使产品的产率最大，加水量应控制在新系统组成点达到AK与BE100的交点L处。此时KCl完全溶解，NaCl溶解一部分，这是在100℃时KCl完全溶解得到NaCl单独结晶量最大的极限点。NaCl（产品）、E100（母液）2.过滤：3.冷却：将母液E100冷却到25℃，此点对25℃来说处于KCl结晶区，其对应的液相组成点应位于CE100的延长线与25℃的溶解度曲线的交点的M25处。L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）NaCl（产品）E100（母液）4.过滤：

重复前过程按M25NE100这个三角形循环，原料钾石盐就能分离成NaCl（副产品）和KCl（产品）。L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）去溶解钾石盐KCl（产品）母液M25NNaCl（产品）E100（母液）母液循环补充水加热

溶解

过滤冷却到25℃过滤钾石盐NaCl图3-29浸取法分离钾石盐原则流程图KClL图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）（二）工艺计算取1000kg钾石盐原料为计算基准，介绍图解法，比值法及待定系数法三种计算方法。（A）图解法：其原理是利用直线杠杆规则，在相图上直接测量有关线段进行计算。

L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）（A）图解法：（1）计算1000kg钾石盐100℃加水溶解到达系统点L时所需水量：

（2）计算NaCl析出量：产率：高温母液：

L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）（3）冷却结晶——即KCl析出量

100℃高温母液冷却后处于25℃状态KCl结晶区产率：

L（B）比值法—

顾名思义，比值法是指比较数值的方法，具体说来是与各过程中的定组分的数值进行比较解题的过程——即以定组分为基准。

(1)钾石盐（70%NaCl、30%KCl）加100℃水溶解至L，产生NaCl的结晶和母液E100，由图上读出E100的组成：16.8%NaCl、21.7%KCl、61.5%H2O。在溶解过程中KCl未分离出来。则母液E100量可由（KCl量为计算基准）：加水量：NaCl结晶量：产率：L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（钾石盐分离示意图）(2)将母液E100冷却到25℃得到KCl和结晶母液M25。其组成：18.7%NaCl、12.8%KCl、68.5%H2O，在盐析过程中析出的是KCl，而NaCl没有变化。则母液量：KCl结晶量：产率：L图3-2825℃和100℃下NaCl—KCl—H2O三元相图（