对盐类和化学肥料的生产，在制定新的工艺流程，确定生产工艺条件、改进和强化操作时，常常要碰到盐类在水中的溶解度问题。关于海水和盐湖水的利用，工业废水的处理及天然盐类的形成和利用等问题的研究，也要涉及盐类在水中的溶解度问题。再者，工业生产上和自然界中碰到的盐水系统，往往都不是单一的盐在水中的溶解问题，而总是在水中同时溶解几种盐。要处理这类多组分盐水系统，就需要使用盐水系统的相图。研究盐水系统相图的目的在于弄清相图中点、线、面的意义，以及连线规则和杠杆规则，通过读图进行系统的物料衡算，为设计、改进生产路径和工艺计算提供基础数据。

含盐水系统的相图类型与第5.7.2节介绍的液液平衡相图及类型，以及第5.9节介绍的固液相平衡关系相类似，对于三元盐水系统的固-液-气平衡相图，可采用立体坐标，或直角三角形及等边三角形平面坐标表示。例如，自然界中存在的钾石盐，其主要成分为KCl和NaCl，这两种盐都是很有用的工业原料，而KCl又是很好的农用肥料，因此将它们分开而得到较纯的KCl和NaCl是很有意义的。其中NaCl-KCl-H2O三元系统的相图是浸取法分离KCl和NaCl理论基础。图8-3为该系统的等压Tx立体图，三棱柱体底面分别为H2O、NaCl、KCl物质的量分数，垂直的棱为温度T坐标，平行于底面可作出一系列等温切面。

图8-3　NaCl-KCl-H2O三元系统的等压T-x立体示意图

图8-4为图8-3在等边三角形底面上的投影图，图中标明了三相界面等温线（实线）及等温p-x关系中三相界面的等压线（虚线）。五条双节线将它分成四个三相区，即：冰+L+G，NaCl+L+G，KCl+L+G，NaCl·2H2O+L+G。每个三相区都存在一个与气（G）+液（L）相平衡的不同固相（冰、NaCl、KCl和NaCl·2H2O），五条双节线中温度和盐含量的关系，见表8-8。四个三相区的五条双节线边界为IS线（冰+KC1+L+G），IHH线（冰+NaCl·2H2O+L+G），HHS线（NaCl·2H2O+KCl+L+G），HHH线（NaCl·2H2O+NaCl+L+G），HS线（NaCl+KCl+L+G）。H-S双节线从熔点（p）延伸到点q为止。点q是在气相饱和溶解度曲面上的NaCl-KCl共熔终止点，即NaCl和KCl共存的最高温度点，在105Pa时为490℃。从点q用虚线连到NaCl-KCl。成分连线的点m仅是利用它作为NaCl区和KCl区的任意界线而已，因为在490℃以上，KCl和NaCl已成为固溶体存在，没有什么相关系的物理意义。点e是NaCl-KCl-H2O三元系（KCl+NaCl+冰+L+G）的共晶点（-22.9℃）。点a是NaCl-H2O二元系的共晶点（冰+NaCl·2H2O+L+G），点c是KCl-H2O二元系的共晶点（冰+KCl+L+G），点b是NaCl-H2O二元系的反应点（NaCl+NaCl·2H2O+L+G），点p是NaCl-KCl-H2O三元系的转熔点（KCl+NaCl+NaCl·2H2O+L+G）。

图8-4　NaCl-KCl-H2O三元系T-x等压相图

注：相图中有等温线（细实线）和等压线（细虚线），其中低温部分的细节略图位于相图的左侧。某一含有KCl+NaCl晶体的混合物在加热时，其流体相变化演化途径以虚线表示：①为混合物的初始条件；②KCl最后在150℃时溶解；③NaCl在500℃溶解。另一含有KCl+NaCl晶体的混合物在加热时，其流体相变化演化途径以长虚线表示：②为混合物的起始条件；④为180℃时NaCl消失；⑤位于KCl+L+G区域内于300℃时，KCl完全溶解。

表8-8　NaCl-KCl-H2O三元系五条双节线的温度-组成关系

续　表

注：a R=wNaCl/（wNaCl+wKCl）；b St为系统中含有的总盐质量分数，即总盐度。(www.daowen.com)

不同温度切面图中各相区范围是不相同的，其变化见图8-5。现以400℃时NaCl-KCl-H2O三元系的等温相图为例进行说明。图中主要有两条线，一条是ac，另一条是cb，前者代表与固体NaCl平衡的饱和溶液的组成，后者则为与固体KCl平衡的饱和溶液的组成。点a代表400℃时NaCl在H2O中的溶解度，盐的质量分数为46.0%。点b代表400℃时KCl在H2O中的溶解度，盐的质量分数为63.5%。c点代表既与固体NaCl平衡，又与固体KCl平衡的饱和溶液的组成，称为共饱和点。对这一点运用相律，K=3，π=3（溶液、固体NaCl与固体KCl），自由度F=3-3+1=1（凝聚相系统，压力影响可以忽略），由于是等温面（400℃），所以自由度为零，说明这是一个三相点：只要是三相共存，溶液组成就不能变化。图中分成四个区域：①H2O-a-cb区，系统浓度低于a-cb所代表的饱和浓度，是不饱和溶液，因而是单一的液相；②NaCl-a-ce区，是纯固体NaCl与ac线所代表的饱和溶液的共存区；③KCl-f-cb区，是纯固体KCl与cb线所代表的饱和溶液的共存区；④c-ef区，是一个三相共存区，即饱和溶液（液相）、固体NaCl与固体KCl。所以在此区域内系统的自由度为零。理论上，这一系统的相图也可用于含有H2O、Na+、K+、Cl-的各种共晶体成分的研究。

图8-5　不同温度切面的NaCl-KCl-H2O三元系相图

H—石盐；S—钾盐；G—蒸气；l—液相。