ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Слеживание кристаллов из "Кристаллизация " Одно из самых неприятных свойств кристаллического материала— тенденция сцепляться или слеж иваться при хранении. Большинство кристаллических продуктов применяют в свободно текушем виде например, сахар и столовая соль должны свободно вытекать из контейнеров, а удобрения — обладать способностью равномерно распределяться по поверхности. Обращение, упаковка и образование таблеток, а также многие другие процессы упрощаются, если кристаллическая масса не слеживается. Слеживание не только нарушает свободную текучесть кристаллов, но вызывает необходимость в какой-либо операции раздробления либо вручную, либо механическим путем перед применением этого материала. [c.244] Причины слеживания могут быть различными для различных материалов. Размер кристаллов, их форма, содержание влаги, давление, при котором хранится продукт, изменения температуры и влажности во вре.мя хранения — все эти факторы могут привести к схватыванию гранулированных кристаллов в монолитный кусок. Вообще слеживание происходит в результате того, что поверхности кристалла становятся влажными образующийся при этом раствор в дальнейшем испаряется и соединяет примыкающие кристаллы как клеем перекристаллизованным твердым веществом. [c.244] Поверхности кристаллов могут стать влажными по нескольким причинам — в продукте могут содержаться следы растворителя, оставшиеся вследствие неэффективной сушки, влага может попасть и из внешних источников. [c.244] Возьмем, например, случай с веществом, растворяемым в воде. Если парциональное давление водяного пара в атмосфере больше, чем упругость паров, характерная для насыщенного водного раствора чистого вещества при этой температуре, то вода будет поглощаться кристаллами. Если в дальнейшем содержание влаги в атмосфере понизится, так что парциальное давление станет меньше упругости паров насыщенного раствора, то кристаллы начнут высыхать и схватываться. Небольшие колебания температуры и влажности атмосферы, достаточные для создания этих изменений, могут происходить по нескольку раз в день. [c.244] Простое испытание для определения влажности атмосферы, при которой определенная масса кристаллов будет поглощать влагу, заключается в следующем. Образцы кристаллов помещают в сушильные шкафы, содержащие атмосферу с различным известным содержанием влаги. В сушильный шкаф можно поместить растворы серной кислоты различной концентрации эквивалентные относительные влажности получающихся атмосфер могут быть высчитаны на основании данных об упругости паров. Ат.мосфера постоянной относительной влажности можег быть также получена с помощью насыщенных растворов различных солей. На табл. 19 дается перечень относительных влажностей в процентах для атмосферы над растворами различных насыщенных солей при 15,6°С. [c.245] Проценты, указанные в табл. 19, можно принять также за критические влажности этих солей при 15,6°С если атмосферная влажность больше критической, то соль становится гигроскопичной. [c.246] Термин расплывание обычно относится к тому случаю, когда вешество поглощает атмосферную влагу до тех пор, пока само полностью не растворится в поглощенной воде. Это произойдет в том случае, если упругость пара соляного раствора всегда останется ниже парциального давления водяного пара в атмосфере. Хлористый кальций, меющий при Г5,6 С критическую влажность 32%, служит хорошо известным примером такой расплывающейся соли. [c.246] Термин выцветание обозначает потерю воды кристаллизации из соляного гидрата это происходит в том случае, когда упругость паров гидрата превышает парциальное давление водяного пара в атмосфере. Примером выцветающей соли является декагидрат сульфата натрия, имеющий критическую влажность 93%. [c.246] Коммерческие кристаллические соли часто гигроскопичны при влажностях атмосферы ниже тех значений, которые указаны для чистых солей в табл. 19. Причиной этому обычно служат примеси, присущие данному продукту. Например, вследствие небольших количеств хлористого кальция, присутствующего в хлористом натрии, последний становится влажным при очень низкой влажности атмосферы. Решение этой проблемы заключается в удалении гигроскопичной примеси, но это не всегда экономично. Нанесение на поверхность кристаллов тонкой инертной пыли часто предохраняет массу столовую соль, например, можно покрыть карбонатом магния. [c.246] Для снижения возможности слеживания кристаллов можно принять несколько предохранительных мер например, можно упаковывать совершенно сухие кристаллы в сухой атмосфере, хранить их в герметичном контейнере и предотвращать действие какого-либо давления при хранении. Такие желательные условия, однако, не всегда можно создать. Слеживание может быть снижено до минимума при снижении числа контактов между кристаллами, что в свою очередь достигается благодаря производству кристаллов одинакового размера. Кристаллы должны быть как можно более крупными чем меньше кристаллы, тем больше площадь обнаженной поверхности на единицу массы. Однако размер имеет лишь второстепенное значение форма же и однородность кристаллов — это очень важные факторы, влияющие на слеживание, как это показано на рис. 101. [c.246] Случай, показанный на рис. 101, г, еще хуже. Здесь кристаллы -и продолговатые и неоднородные они могут упаковываться очень плотно в массу с незначительными пустотами. Если образуется такая масса, ее часто невозможно перевести в первоначальное состояние. Пластинчатые кристаллы также имеют сильную тенденцию к слеживанию. [c.247] Форма и однородность частиц могут оказывать влияние на поведение продукта и прц хранении. Если кристаллы упакованы в мешки, положенные один на другой, то давление в нижних мешках создает более близкие контакты между кристаллами. Если кристаллы имеют неодинаковую форму, то сжатие может быть очень сильным и в крайних случаях многие из кристаллов могут раскрошиться. Если растворимость соли в воде повышается с увеличением давления, то небольшие количества раствора могут быть образованы под влиянием высокого местного давления в точках контакта. Раствор затем -будет стремиться к заполнению ПУСТОТ, где давление ниже, и там кристаллизоваться. Поэтому, если возможно, хранения кристаллических материалов-под давлением следует всегда избегать. [c.247] Преднамеренная добавка небольшого количества примеси в виде активных ионов или поверхностно актив ных веществ может также способствовать образованию кристаллов правильной формы. Бакли 025] приводил много случаев принудительного изменения формы разнообразных веществ. К сожалению, имеется мало опубликованных сведений об управлении формой кристаллов в промышленных кристаллизаторах, во в недавно выпущенном обзоре Гарретта [26] приводится много интересных примеров и даются четкие указания на возможность управления формой кристаллов в широком диапазоне. [c.248] О применении покрывающих агентов уже говорилось в связ и со столовой солью, для которой часто применяется карбонат магния. Сахар-рафинад можно покрыть 0,5%- ным фосфатом кальция или кукурузной мукой для предотвращения слеживания. Для промышленных кристаллических материалов применяются многие другие вещества, предотвращающие слеживание. Мел, окись цинка, сульфат кальция, каолин, диатомовая земля, алюминиевый силикат магния, алюминиевый порошок, оинтети-ческие смолы и парафиновый воск —вот несколько материалов, которые применялись в качестве средств, предотвращающих слеживание. Мелко измельченные вещества, применяемые в качестве покрывающих присыпок, должны иметь хорошую покрывающую способность , чтобы очень небольшие количества произвели желаемый эффект. [c.248] Было опубликовано несколько подробных отчетов о методах, применяемых для кондиционирования кристаллов Г8, 27, 28], и методах испытания [28—31], применяемых для определения свойств текучести и склонности к слеживанию кристаллических материалов. Многие из опубликованных работ посвящены нитрату аммония, производимого в очень широком масштабе для применения во взрывчатых веществах и в качестве удобрения. Это вещество опасно, так как может взрыватыся 32]. В этом случае органические покрывающие агенты не рекомендуются так как было показано, что они увеличивают склонность соли к детонированию. [c.248] Вернуться к основной статье