ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики процесса кристаллизации из "Кристаллизация в химической промышленности" Кристаллизация, как процесс, состоит из ряда этапов. К ним относится образование пересыщенного раствора или переохлажденного расплава, появление зародышей, рост кристаллов и перекристаллизация. Следует отметить, что очередность отдельных этапов во времени может быть разной. Они либо следуют один за другим, либо протекают почти одновременно, совмещаясь друг с другом. [c.15] В целом кинетика кристаллизации может быть охарактеризована следующими основными параметрами степенью пересыщения или переохлаждения, скоростью зародышеобразования и скоростью роста кристаллов. Кроме того, при описании процесса кристаллизации следует учитывать, например, период индукции, время половины превращения, максимальную скорость кристаллизации, порядок процесса и т. д. Не задаваясь целью осветить сразу все относящиеся к массовой кристаллизации термины и понятия, остановимся прежде всего на тех, которые необходимы для общего представления и понимания сути данного процесса. [c.15] Пересыщение или переохлаждение являются движущей силой процесса кристаллизации. Пересыщенными растворами называются растворы, концентрация которых превышает равновесную концентрацию (растворимость). Переохлажденными расплавами называют расплавы, имеющие температуру ниже температуры плавления. (Отсюда следуют и представления о степени пересыщения или переохлаждения. [c.15] Степень переохлаждения обычно оценивается одной величиной — абсолютным переохлаждением АГ = — Т. [c.15] Скорость кристаллизации в системе определяется скоростями зародышеобразования и роста отдельных кристаллов. Естественно, все, что оказывает влияние на зародышеобразование и линейные скорости роста, отражается и на кинетике процесса кристаллизации в целом. [c.16] Кристаллизация может проходить в кинетической, диффузионно-кинетической или диффузионной областях. В первой из них скорость процесса определяется реакцией взаимодействия простейших строительных частиц (ионов или молекул) с поверхностью кристаллов, т. е. непосредственно актом перехода вещества из жидкой фазы в твердую. Во второй — скорости взаимодействия на границе раздела фаз и диффузии примерно равны и обе влияют на скорость фазового превращения. Наконец, в третьем случае скорость кристаллизации определяется скоростью диффузии. [c.16] Наконец, лабильное состояние раствора характеризуется тем, что кристаллизация при нем наступает сразу. Ему отвечают концентрации, превышающие с, относящиеся к кривой 2. В зависимости от того, при каких пересыщениях начинается и проходит кристаллизация, наблюдаются те или иные свойственные ей явления. Например, для лабильной области характерно гомогенное зародышеобразование, появление сростков и дендритов. Напротив, в метастабильной области, особенно в первой ее части, при очень низких пересыщениях, кристаллизация возможна только при введении затравки. Наблюдается в основном вторичное зародышеобразование. [c.17] При очень низких пересыщениях и в насыщенном растворе наблюдается перекристаллизация осадка. Она приводит к исчезновению мелких и увеличению за их счет более крупных частиц. Возможно также некоторое изменение поверхности кристаллов в сторону образования более совершенных форм. В химической технологии с явлением перекристаллизации мы встречаемся, на-пример, в ходе производства фосфорных удобрений при дозре-0 вании суперфосфата [9]. [c.17] Кристаллические продукты характеризуются средним размечу ром частиц и гранулометрическим составом. И тот и другой показатели зависят от условий образования твердой фазы. Кроме того, существенное значение имеет также форма кристаллов и наличие в продукте кристаллических сростков и конгломератов. [c.17] Кристаллизация в промышленных условиях, как правило, протекает в многокомпонентных системах хотя бы потому, что любое сырье содержит те или иные примеси. Как следствие этого часть примесей переходит в твердую фазу вместе с основным продуктом. В образовавшемся осадке примеси могут находиться в виде самостоятельной твердой фазы или внедряться тем или иным способом в кристаллы вещества. Механизм захвата и содержаиие сокристал-лизующейся примеси зависит от хода кристаллизации. [c.17] Надо сказать, что гранулометрический состав и чистота продукта не только являются следствием процесса кристаллизации, но в свою очередь позволяют судить о кинетике кристаллизации. В частности, с этой целью используется функция распределения по размерам / (см. стр. 118). Отмеченная взаимосвязь говорит о необходимости комплексного изучения процесса кристаллизации. [c.17] Вернуться к основной статье