25℃下Li-Na-K-Rb-Cs-Mg-Cl-SO4-H2O体系相平衡及热力学性质研究

我国青藏高原盐湖卤水中除了蕴含锂、钠、钾、镁资源外，还富含铷、铯等战略资源。长期以来，铷、铯资源的开发未得到充分重视，造成资源的严重浪费。从盐湖中提取铷和铯具有成本低、能耗小等优点，已成为铷、铯工业发展的趋势。本项目以25℃下Li-Na-K-Rb-Cs-Mg-Cl-SO4-H2O体系为研究对象，采用等压法和Pitzer电解质溶液模型，研究含铷、铯卤水体系的热力学性质和相平衡关系，计算各组分的溶度积常数、标准生成吉布斯自由能等重要的热力学性质。用非线性数学方法，建立离子结构参数与Pitzer参数的数学模型。项目的研究成果可以为盐湖卤水中提取铷和铯的生产工艺提供科学依据，对充分利用青藏高原盐湖中铷、铯资源，降低生产成本，优化产业结构具有重要意义。

我国青藏高原盐湖卤水中除了蕴含锂、钠、钾、镁资源外，还富含铷、铯等战略资源。在盐湖资源开发过程中由于缺乏相平衡和热力学基础数据，卤水中的铷、铯资源未能有效利用，造成资源的严重浪费。本项目以25℃下盐湖中的主要元素锂、钠、钾、镁等与稀散元素铷、铯组成的卤水体系Li-Na-K-Rb-Cs-Mg-Cl-SO4-H2O为研究对象，将等压法实验与Pitzer离子相互作用模型相结合，研究卤水体系的热力学性质和相平衡关系。实验测定了LiCl-RbCl-H2O、LiCl-CsCl-H2O、KCl-RbCl-H2O、Cs2SO4-MgSO4-H2O体系的渗透系数，得到了不同离子强度下各混合溶液的水活度、平衡气相蒸气压等数据，研究结果能够为卤水蒸发结晶工艺路线提供理论指导，同时为相关体系的热力学模型的建立提供必要的热力学数据。借助Pitzer离子相互作用模型计算了K+, Cs+ // Cl-, SO42--H2O、Rb+, Cs+ // Cl-, SO42--H2O、Na+, Rb+, Mg2+ // SO42--H2O等体系的相平衡数据，并由实验溶解度数据计算了复盐的的溶度积常数、标准生成吉布斯自由能等热力学性质，研究结果能够为相分离法提取盐湖中的铷、铯资源提供理论基础。本项目还运用人工神经网络方法建立了通过离子微观结构参数预测Pitzer参数的数学模型。