ЧИСЛЕННАЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФЛЮИДНОЙ СИСТЕМЫ H2O–LiCl–CaCl2 ДЛЯ ИНТЕРВАЛА ТЕМПЕРАТУР от –77 до +50°C

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена численная термодинамическая модель флюидной системы H2O–LiCl–CaCl2 для интервала температур от –77 до +50°C с использованием новых параметров температурных зависимостей взаимодействия ионов Li, Ca, Cl и соответствующих им произведений растворимости в рамках подхода Питцера. В результате построена фазовая диаграмма, на которой отражены рассчитанные на основе модели точка эвтектики E'', перитектические точки P1'', P2'', P3'', P4'', P5'' в тройной системе H2O–LiCl–CaCl2 и различные фазовые границы кристаллогидратов, показаны их фигуративные точки. Также отражены рассчитанные точка эвтектика E и перитектическая точка P двойной системы H2O–CaCl2 и точка эвтектики E' и перитектические точки P', P'', P''' двойной системы H2O–LiCl. Сравнение рассчитанных по модели характеристик точек эвтектик, перитектик в бинарных подсистемах и растворимости твёрдых фаз (кристаллогидраты солей) показывает хорошее согласование с экспериментальными данными.

Об авторах

М. А. Мисюра

Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук

Email: max.misyura94@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

С. А. Бушмин

Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук

Email: s.a.bushmin@ipgg.ru
Санкт-Петербург, Россия

Е. В. Савва

Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Balaram V., Santosh M., Satyanarayanan M. et al. Lithium: A review of applications, occurrence, exploration, extraction, recycling, analysis, and environmental impact // Geoscience Frontiers. 2024. V. 15. 101868.
  2. Bowell R.J., Lagos L., Hoyos C.R. Classification and Characteristics of Natural Lithium Resources // Elements. 2020. V. 16. P. 259–264.
  3. Alexeev S.V., Alexeeva L.P., Vakhromeev A.G. Brines of the Siberian platform (Russia): Geochemistry and processing prospects // Applied Geochemistry. 2020. V. 117. 104588.
  4. Мисюра М.А., Бушмин С.А., Александрович О.А. и др. Термодинамическая модель системы H2O–LiCl–NaCl для исследования флюидных включений: Расчет по уравнениям Питцера // Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. T. 519. № 1. C. 52–60.
  5. Pitzer K.S. Ion interaction approach: Theory and data correlation. Activity coefficients in electrolyte solutions. Ed. K.S. Pitzer. CRC Press. 1991. P. 75–153.
  6. Monnin C., Dubois M., Papaiconomou N. et al. Thermodynamics of the H2O+LiCl system // Journal of Chemical Engineering Data. 2002. V. 47. P. 1331–1336.
  7. Holmes H.F., Mesmer R.E. Thermodynamic properties of aqueous solutions of the alkali metal chlorides to 250°C // Journal of Physical Chemistry. 1983. V. 87. P. 1242–1255.
  8. Toner J.D., Catling D.C. A low-temperature thermodynamic model for the Na–K–Ca–Mg–Cl system incorporating new experimental heat capacities in KCl, MgCl2 and CaCl2 solutions // J. Chem. Eng. Data. 2017. V. 62. № 3. P. 995–1010.
  9. Lassin A., Andre L. A revised description of the binary CaCl2–H2O chemical system up to solution-mineral equilibria and temperatures of 250°C using Pitzer equations. Extension to the multicomponent HCl–LiCl–NaCl–KCl–MgCl2–CaCl2–H2O system // J. Chem. Thermodynamics. 2023. V. 176. 106927.
  10. Gibbard H.F., Scatchard G. Liquid-Vapor Equilibrium of Aqueous Lithium Chloride, from 25° to 100°C and from 1.0 to 18.5 Molal, and Related Properties // J. Chemical and Engineering Data. 1973. V. 18. № 3. P. 293–298.
  11. Spencer R.J., Moller N., Weare J.H. The prediction of mineral solubilities in natural waters: A chemical equilibrium model for the Na–K–Ca–Mg–Cl–SO4–H2O system at temperatures below 25°C // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1990. V. 54. P. 575–590.
  12. Moller N. The prediction of mineral solubilities in natural waters: A chemical equilibrium model for the Na–K–Ca–Cl–SO4–H2O system, to high temperature and concentration // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988. V. 52. P. 821–837.
  13. Wang X., Zhao K., Guo Yafei et al. Experimental Determination and Thermodynamic Model of Solid–Liquid Equilibria in the Ternary System (LiCl + CaCl2 + H2O) at 273.15 K // J. Chem. Eng. Data. 2019. V. 64. № 1. P. 249–254.
  14. Zeng D., Xu W., Voigt W. et al. Thermodynamic study of the system (LiCl + CaCl2 +H2O) // J. Chem. Thermodynamics. 2008. V. 40. P. 1157–1165.
  15. Шевчук В.Г., Вайсфельд М.И. Система LiCl–MgCl2–CaCl2–H2O при 25°C // Журнал неорганической химии. 1967. T. XII. № 4. C. 1064–1068.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).