ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние растворимых примесей из "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" Присутствие в растворе даже ничтожно малого количества примесей может оказывать существенное влияние на скорость роста отдельных граней кристалла, его форму, окраску, однородность и т. д. Некоторые примеси могут полностью приостановить рост кристалла даже при значительном пересыщении раствора, другие, наоборот, могут вызвать укрупнение кристаллов в процессе массовой кристаллизации (подробнее см. главу третью). [c.101] Классическим примером действия примесей на форму кристаллов служит кристаллизация хлористого натрия, который из чистого раствора выпадает в виде кубов (рис. 51, а), а в присутствии мочевины — в виде кубооктаэдров и октаэдров (рис. 51,6, в). Изменение габитуса кристаллов десятиводной буры в присутствии различных органических красителей [62] представлено на рис. 52. [c.102] В некоторых случаях скорость роста кристалла и его форма в большой степени зависят от pH среды. Так, сульфат меди кристаллизуется из нейтральных растворов в виде хорошо развитых изометричных кристаллов, в то время как из кислых растворов он выделяется в виде тонких пластинок. [c.102] Однако до сих пор нет единого мнения о влиянии растворимых примесей на габитус кристаллов и скорость их роста. Большинство авторов связывает изменение формы растущего кристалла с избирательной адсорбцией примесей некоторыми гранями кристалла, что блокирует приток к ним питательного вещества, уменьшая скорость их роста и приводя тем самым к модификации формы кристаллов. По нашему мнению, растворимые примеси и pH среды оказывают существенное влияние на ту или иную способность дегидратации ионов и молекул в образовании из них блоков , являющихся строительным материалом для растущего кристалла. [c.102] Основной характеристикой продукта, получаемого при массовой кристаллизации, являются размер кристаллов (их однородность), а также химическая чистота. Эти качества продукта определяются составом кристаллизуемого раствора и условиями проведения процесса (пересыщением раствора, скоростью его перемешивания и т. д.). [c.103] Ниже рассматривается влияние отдельных факторов на крупность и чистоту получаемых кристаллов. [c.103] Конечный размер кристаллов при массовой кристаллизации зависит от соотношения скоростей образования зародышей и их последующего роста. Если скорость возникновения зародышей значительно превышает скорость их роста, пересыщение раствора расходуется преимущественно на образование новых центров кристаллизации, что приводит к получению мелкокристаллического осадка. Если же основная масса кристаллизующегося вещества отлагается на поверхности первоначально возникших зародышей, а в последующем новые центры кристаллизации не образуются или образуются в очень малом количестве, то в результате будет образовываться крупнокристаллический продукт. [c.103] В производственных условиях обычно стремятся получать крупнокристаллический, по возможности однородный продукт и лишь в редких случаях — мелкие кристаллы [1. [c.103] Продукт кристаллизации является полидисперсным, т. е. состоит из частиц различного размера. Характеристика таких материалов по крупности и однородности составляющих частиц или гранулометрический состав представляет собой процентное содержание фракций (частиц определенного размера) в общей зернистой массе. [c.104] Для определения гранулометрического состава могут быть использованы ситовой, микроскопический, седиментационный анализ, а также гидравлическая и воздушная классификация. Для кристаллических продуктов с частицами размером от 0,05 до 3 мм наиболее простым следует считать ситовой анализ [2] определенная навеска кристаллов просеивается через набор сит с разными размерами отверстий, в результате получают ряд фракций, которые и характеризуют собой гранулометрический состав продукта. [c.104] Набор сит и пробу материала помещают в специальное механическое рассевное устройство марки 028, которое после включения одновременно выполняет операции встряхивания, вращения в горизонтальной плоскости и постукивания по крышке молотком с прокладкой из резины. Время рассева составляет 10 мин, после чего фракции, оставшиеся на каждом сите и поддоне, собирают и взвешивают. [c.105] Результаты ситового анализа кристаллов МаЫОз, полученных в кристаллизаторе с мешалкой, представлены в табл. 3. [c.105] Данные табл. 3 нагляднее представить графически в виде дифференциальной кривой распределения, показывающей процентное содержание отдельных фракций в материале, либо в виде интегральной кривой распределения, изображающей суммарное процентное содержание всех фракций меньше (или больше) данного размера. [c.105] Недостатком графиков в арифметической системе координат является очень близкое расположение точек в интервале мелких фракций. Этот недостаток устраняется при использовании полулогарифмических координат размер зерен (или отверстий сит) наносится по логарифмической шкале, а содержание фракций (в масс.%) по обычной арифметической шкале (рис. 55). [c.107] В таких же полулогарифмических координатах может быть построена и гистограмма. [c.107] Предложенный метод очень прост и особенно ценен при массовых определениях гранулометрического состава. Однако проверка метода, осуществленная нами на кристаллических продуктах из кристаллизаторов различного типа, показала, что этот метод не может быть признан универсальным. [c.108] В редких случаях, когда требуется выяснить распределение по размерам наиболее мелких фракций, может быть использован микроскопический анализ [8], сущность которого заключается в определении размера большого числа частиц пробы под микроскопом, снабженным специальной шкалой. Частица обычно измеряется по двум взаимно перпендикулярным направлениям и в качестве ее размера принимается среднее значение. Микроскопический анализ позволяет определить фракции не в массовых процентах, а дает лишь процентное число частиц в пробе. При большом увеличении и хорошем освещении этим методом можно измерять частицы размером до 0,001 и даже до 0,0002 мм. [c.108] Гранулометрический состав мелких частиц может быть определен также при помощи седиментационного анализа [9, 10] путем подбора соответствующей инертной жидкости, а также методом гидравлической или воздушной классификации. [c.109] По данпым гранулометрического состава можно определить величины, характеризующие среднюю крупность и однородность продукта. [c.109] Вернуться к основной статье