结晶结晶原理

发布网友发布时间：2024-10-23 01:19

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热心网友时间：2024-10-23 01:22

结晶过程，即溶质从溶液中析出，分为成核与晶体生长两个阶段。主要驱动力是溶液的过饱和度，即溶质浓度超过饱和溶解度。成核形式有三种：自发的初级均相成核，由溶液自发生成晶核；初级非均相成核，需外来物质如微尘诱导；以及二次成核，发生在已结晶溶液中。结晶操作目标是获得纯净且粒度分布均匀的晶体，其粒度取决于晶核生成速率、晶体生长速率及晶体在结晶器中的停留时间。过饱和度影响这两个速率，低过饱和度下晶体大而完整，但生长慢；工业结晶常在介稳区进行，平衡效率与晶体大小兼顾。

晶形特定的形态称为晶习，通过添加或去除晶习改变剂（如表面活性物质和离子）可以调整。结晶过程主要有蒸发溶剂法和冷却热饱和溶液法，前者如“晒盐”，适用于溶解度对温度影响不大的物质；后者如盐湖结晶，适用于溶解度随温度升高的物质，如在冬季盐湖中析出的石碱和芒硝。

虽然宏观上看不到溶解和结晶同时进行，但溶液内部是溶解与结晶的可逆过程。通过调节温度或减少溶剂，可使溶解速率小于结晶速率，促使溶质析出形成晶体。