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柴达木盆地盐湖卤水资源丰富,不仅富含Na、K、Mg等常见的离子,还含有Li、Rb、Cs等稀有元素。针对柴达木盆地卤水的特点和铷资源提取困难但需求量大的问题,本论文开展了五元体系Na+,K+,Rb+,Mg2+//SO42--H2O及部分子体系(Rb+,Mg2+//SO42--H2O、Na+,Rb+//SO42--H2O、Na+,Rb+,Mg2+//SO42--H2O、Na+,K+,Rb+//SO42--H2O)在 298.2 K 和 323.2 K 时的稳定相平衡研究。获得了该五元体系及其部分子体系平衡溶液的溶解度数据和物化性质(密度、折光率)数据,并由此绘制了这些体系的相图、空间立体图、投影图、多温相图、水含量图和物化性质-组成图。三元体系Rb+,Mg2+//SO42--H2O在298.2 K和323.2 K时均为有复盐Rb2SO4·MgSO4·6H2O生成的复杂体系,其稳定相图均由2个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区构成。随着温度的变化,硫酸镁的结晶形式产生变化,由298.2 K时的MgSO4·7H2O变为323.2 K时的MgSO4·6H2O。盐类的结晶相区面积大小为 Rb2SO4 MgSO4·6H2O>MgSO4·7H2O(MgSO4·6H2O)>Rb2SO4。三元体系Na+,Rb+//SO42--H2O在298.2 K和323.2 K时均为简单体系,其稳定相图均由1个共饱点、2条单变量曲线和2个结晶相区构成。Na2SO4在 298.2 K时的析出形式为Na2SO4·10H2O,而在323.2 K时的析出形式为Na2SO4;Rb2SO4对Na2SO4有较强的盐溶作用,且其盐溶作用在298.2 K时明显强于323.2 K。随着温度的升高,Rb2SO4结晶区减小,具有采用冷却结晶法分离提取Rb2SO4单盐的可能性。四元体系 Na+,Rb+,Mg2+//SO42--H2O 在 298.2 K 和 323.2 K 时均有复盐Rb2SO4·MgSO4·6H2O和Na2SO4·MgSO4·4H2O生成,其稳定相图由3个共饱点、7条单变量曲线和5个结晶区构成。体系的共饱点均为相称共饱点。随着温度的变化,盐类的结晶形式产生变化,如Na2SO4在298.2 K时为Na2SO4·10H2O,而在323.2 K时为Na2SO4;MgSO4的结晶形式由298.2 K时的MgSO4·7H2O变为323.2 K时的MgSO4·6H2O。在298.2 K-323.2 K的温度范围内,随着温度的升高,Rb2SO4和复盐 Na2SO4·MgSO4·H2O 的结晶相区增大,复盐 Rb2SO4·MgSO6·H2O的相区减小。四元体系Na+,K+,Rb+//SO42--H2O在298.2 K和323.2 K两个温度下均有固溶体(K,Rb)2SO4]和复盐Na2SO4·3K2SO4生成,属于复杂体系。其稳定相图均由7条单变量曲线、5个结晶区和3个四元共饱点组成。从298.2 K到323.2 K,除Na2SO4 的析出形式由 Na2SO4·10H2O(298.2 K)变为 Na2SO4(323.2 K),其余盐的结晶形式均没有发生改变;随着温度升高,复盐Na2SO4·3K2SO4和固溶体[(K,Rb)2SO4]的结晶相区增大,单盐K2SO4和Rb2SO4的析出相区相对减小。五元体系 Na+,K+,Rb+,Mg2+//SO42--H2O 在 298.2 K 和 323.2 K 两个温度下的空间立体图均由19条单变量曲线、9个结晶区和6个五元共饱点构成,但盐的结晶形式随着温度的变化而产生变化。298.2 K时,盐的结晶形式为K2SO4、Rb2SO4、Na2SO4·10H2O、MgSO4·7H2O、Na2SO4·3K2SO4、Na2SO4 MgSO4·4H2O、Rb2SO4·MgSO4.6H2O、K2SO4·MgSO4·6H2O、[(K,Rb)2SO4];323.2 K 时盐的结晶形式为 K2SO4、Rb2SO4、Na2SO4、MgSO4·6H2O、Na2SO4·3K2SO4、Na2SO4 MgSO4·4H2O、Rb2SO4·MgSO4·6H2O、K2SO4·MgSO4·4H2O、[(K,Rb)2SO4]。在 298.2 K 时,复盐 Rb2SO4·MgSO4·6H2O的结晶相区最大,Na2SO4·MgSO4·4H2O的结晶相区最小;在323.2 K时,复盐Na2SO4·3K2SO4的结晶相区最大,单盐Rb2SO4的相区最小。随着温度升高,盐的结晶区面积也发生了变化,复盐Na2SO4·3K2SO4、Na2SO4·MgSO4·4H2O以及固溶体[(K,Rb)2SO4]的结晶区面积增大,而复盐Rb2SO4·MgSO4·6H2O和单盐K2SO4、Rb2SO4的结晶区面积减小。因此,在钠钾铷镁共存的硫酸盐体系中,可采用冷却结晶法来分离提取其中的单盐K2SO4 和 Rb2SO4。