Перемешивание растворов на образование зародыше

Влияние перемешивания на образование зародышей и метастабильное пересыщение было предметом многих исследований. Чтобы правильно оценить результаты работ, приведенных в литературе, следует точно уяснить значение терминов, используемых для описания перемешивания или движения растворов. [c.151]

В зависимости от переохлаждения раствора образование зародышей сульфата магния происходило с различной скоростью. При АТ 1,2 и 3 °С она составила соответственно 73, 425 и 554 зародыша в 1 мин. Как видим, скорость появления новых частиц довольно высока. Приведенные данные относятся к средней скорости зародышеобразования, которая вычислялась следуюш,им образом. Подсчитывалось число кристалликов, образовавшихся за время перемешивания раствора, и найденное N делилось на t. Полученные данные усреднялись еще раз. В итоге получались приведенные выше значения при различных переохлаждениях. [c.64]

Динамические воздействия на пересыщенный раствор, такие как перемешивание, встряхивание, трение о стенки, звуковые и ультразвуковые колебания,влияют на образование зародышей. Исторические обзоры исследований по кристаллизации содержатся в работах В. Оствальда и М. Фольмера [1]. [c.146]

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

Образование зародышей может происходить путем самопроизвольной кристаллизации. При этом оба процесса (образование зародышей и рост кристаллов) протекают одновременно. Если скорость образования зародышей больше скорости их поста, получается большое количество мелких кристаллов. Если же скорость роста больше скорости образования зародышей, получается меньшее количество крупных кристаллов. Изменяя факторы, влияющие на скорость образования зародышей и скорость их роста, можно регулировать размеры кристаллов. Быстрое охлаждение, перемешивание раствора, высокая температура и низкий молекулярный вес кристаллов способствуют образованию зародышей и получению мелких кристаллов. Наоборот, медленное охлаждение, неподвижность раствора, низкая температура и высокий молекулярный вес способствуют процессу роста и получению крупных кристаллов. [c.513]

На скорость кристаллизации оказывает влияние ряд факторов степень пересыщения раствора, его температура, образование зародышей кристаллов, интенсивность перемешивания, наличие примесей и др. [c.634]

Скорость образования зародышей может быть увеличена путем повышения температуры, перемешивания раствора, внешних механических воздействий (встряхивание, удары, трение и др.). Большое влияние на процесс образования зародышей могут также оказывать шероховатость стенок кристаллизатора, материал мешалки, присутствие в растворе твердых тел с большой поверхностью (ленты, нити и др.) Закономерности процесса образования зародышей при промышленной кристаллизации устанавливают по практическим данным. [c.635]

Размер кристаллов. Более крупные кристаллы получаются при медленном их росте и наибольших степенях пересыщения раствора. Существенное влияние на размер кристаллов оказывает перемешивание раствора. С одной стороны, интенсивное движение раствора облегчает диффузионный перенос вещества к граням кристаллов, способствуя их росту, с другой стороны, вызывает образование зародышей, т. е. накопление мелких кристаллов. Таким образом, перемешивание раствора порождает два противоположных явления. Нахождение оптимальной скорости движения раствора, определяющей желаемое соотношение между производительностью кристаллизатора и требуемыми размерами кристаллов, является одной из важнейших задач рациональной организации процесса массовой кристаллизации. Для ряда кристаллизуемых веществ эти соотношения найдены экспериментально. [c.636]

Раствор подают в корыто вблизи его верхнего конца медленно протекая по корыту, он охлаждается вследствие потери тепла в окружаюш ую среду и частичного испарения. При медленном движении и охлаждении раствора скорость образования зародышей снижается. Кристаллы растут медленно, получаются крупными, размером от 3—-5 до 10—25 мм.. Механическое истирание кристаллов при перемешивании, почти устранено [c.639]

Интенсивное перемешивание в условиях псевдоожижения увеличивает скорость подачи материала путем диффузии его к граням растущих кристаллов, что ускоряет их рост. При этом быстро уменьшается степень пересыщения раствора. При больших скоростях раствора, как известно, увеличивается скорость образования зародышей это может привести к снижению размеров кристаллов. При одинаковых температурах и гидродинамических условиях с уменьшением степени пересыщения скорость роста кристаллов возрастает в большей степени, чем скорость образования зародышей. Обычно таким способом осуществляют кристаллизацию относительно слабо пересыщенных растворов вблизи нижней границы метастабильной области, регулируя степень пересыщения, температуру. [c.642]

В 2 рассмотрен механизм роста граней монокристалла. Процесс электрокристаллизации при образовании поликристаллического осадка протекает в две стадии образование зародышей (центров кристаллизации) и рост уже образовавшихся кристаллов. Каждый из этих процессов протекает с определенной скоростью, зависящей от условий электролиза (состав электролита, наличие или отсутствие примесей, катодная плотность тока, температура и скорость перемешивания раствора и т. д.). [c.128]

Для получения высокодисперсной системы необходимо, чтобы скорость образования зародышей намного превышала скорость роста кристаллов. Практически это достигается путем вливания концентрированного раствора одного компонента в очень разбавленный раствор другого при сильном перемешивании. Наоборот, уменьшение числа зародышей (в условиях минимального пересыщения) приводит к росту больщих монокристаллов. К сожалению, в земных условиях этот медленный рост нарушается конвективными потоками жидкости вдоль поверхности кристалла, связанными с действием силы тяжести на слои различной плотности. Эксперименты, проведенные советскими учеными в Космосе, позволили получить совершенные монокристаллы (практически лишенные дефектов), используемые для изготовления полупроводниковых устройств и других современных приборов. [c.25]

Механические воздействия на пересыщенный раствор (перемешивание, воздействие акустического поля, механическая вибрация и т. д.) могут иногда существенно ускорить процесс кристаллизации [8, 9]. Кроме того, процесс образования зародышей инициируется воздействием электромагнитных полей и радиоактивным излучением. [c.138]

Перемешивание раствора уменьшает размер кристаллов, поскольку скорость образования зародышей при интенсивном перемешивании, видимо, увеличивается быстрее, чем скорость роста кристаллов. Кроме того, интенсивное перемешивание может приводить к заметному истиранию кристаллов, что уменьшает их размеры н обусловливает появление дополнительных центров кристаллизации, Дробление кристаллов при интенсивной циркуляции рас- [c.140]

При анализе массовой кристаллизации кинетические характеристики процесса — скорость роста линейного размера кристаллов к и скорость образования зародышей / — полагаются известными как некоторые функциональные зависимости от определяющих параметров. Так, скорость роста в общем случае считается зависящей от пересыщения раствора и размера кристалла dr/dx = Я(со, г), а скорость образования зародышей — от пересыщения раствора /(ш). Обычно зависимость X от а обусловливается скоростью процесса собственно кристаллизации на гранях кристалла, а зависимость скорости роста от размера кристалла следует из характера сопротивления диффузионному переносу вещества от раствора к поверхности. Интенсивность перемешивания раствора и некоторые другие факторы, влияющие на кинетику образования и роста кристаллов, считаются неизменными. [c.141]

Перейдем к определению количества частиц в аппарате. В объеме раствора, не содержащего кристаллических частиц, скорость образования зародышей определяется зависимостью /(ю). В каждой порции жидкости число возникших зародышей увеличивается равномерно во времени, поскольку в непрерывном процессе при полном перемешивании вещества пересыщение в аппарате постоянно как по объему, так и во времени. [c.150]

Для определения интенсивности образования зародышей используются опытные данные, полученные при осуществлении непрерывного процесса кристаллизации в аппарате полного перемешивания, Выше было получено соотношение (3.32) для доли от общего числа кристаллов, имеющей размеры частиц в пределах г— г + dr). В таком виде функция р(г) не содержит скорости зародышеобразования. Число зародышей, возникающих в единице объема пересыщенного раствора за единицу времени (/), может быть определено из соотношения (3.40), если для непрерывного процесса кристаллизации в аппарате полного перемешивания измерить общее количество частиц N, находящихся в аппарате, и среднечисленный объем v кристаллов. Определение общего числа частиц вследствие малости их размеров (обычно достаточно большое число кристаллов имеет размеры, близкие к размерам зародышей) оказывается затруднительным. [c.161]

В настоящее время в технологической практике используется большое число разнообразных конструкций аппаратов для проведения массовой кристаллизации. Эксплуатация кристаллизаторов затрудняется образованием твердого слоя кристаллизующегося вещества на внутренних поверхностях аппаратов, где наблюдается наибольшее пересыщение растворов как при изогидрической, так и при изотермической кристаллизации. Кроме того, сама поверхность стенки способствует образованию на ней кристаллов. Практика эксплуатации промышленного кристаллизационного оборудования показывает [22, 23], что основной режимный параметр, изменением которого можно существенно уменьшить образование инкрустаций, — степень перемешивания раствора. При этом интенсивное движение раствора стимулирует образование зародышей кристаллов в перемешиваемой массе раствора. Для перемешивания растворов применяются механические мешалки различных конструкций и циркуляционные насосы. Ещ одно средство борьбы с инкрустациями внутренних поверхностей — их полировка, которая по данным [22, 23] оправдывает свою высокую стоимость. Предложен также вибрационный метод борьбы с отложением солей [9]. [c.164]

Широкое распространение в промышленности получили разнообразные по конструкции объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов. Интенсивное перемешивание при псевдоожижении увеличивает массоперенос, что приводит к ускорению роста кристаллов. Степень пересыщения раствора при этом достаточно быстро снижается. Если температуры и гидродинамические условия одинаковы, то в этом случае с уменьшением степени пересыщения раствора скорость роста кристаллов увеличивается быстрее, чем скорость образования зародышей. Поэтому метод псевдоожижения применяют для кристаллизации относительно слабо пересыщенных растворов вблизи границы метастабильной области. При этом необходимо регулировать степень пересыщения, температуру, время пребывания кристаллов в аппарате. Более крупные кристаллы быстрее осаждаются на дно, а кристаллы меньших размеров продолжают расти в псевдоожиженном слое. Тем самым в кристаллизаторах с псевдоожиженным слоем кристаллов возможно регулирование их размеров. [c.306]

Скорости роста кристаллов и образования зародышей зависят от значительного количества внешних факторов. Так, перемешивание раствора влияет на относительную скорость перемещения раствора и кристалла, увеличение которой уменьшает внешнее диффузионное сопротивление. Перемешивание суспензии эффективно до тех пор, пока общая кинетика роста существенно зависит от диффузионного подвода вещества. Повышение температуры увеличивает общую скорость процесса кристаллизации. Действительно, когда скорость процесса определяется сопротивлением внешней диффузии, то повышение температуры уменьшает вязкость раствора и увеличивает коэффициент диффузии кристаллизующегося вещества. Рост температуры уменьшает также сопротивление процессу собственно кристаллизации, поскольку работа образования кристаллических зародышей уменьшается. [c.153]

Интенсивное перемешивание раствора уменьшает размеры получающихся кристаллов, поскольку скорость образования зародышей при перемешивании, как правило, увеличивается быстрее, чем скорость роста кристаллов. Перемешивание приводит к заметному истиранию кристаллов, что уменьшает их размеры и генерирует дополнительные центры кристаллизации. Возможное дробление кристаллов при интенсивной циркуляции суспензии изменяет гранулометрический состав конечного кристаллического продукта. [c.153]

Уменьшить образование инкрустаций можно перемешиванием суспензии, которое стимулирует образование зародышей кристаллов в перемешиваемой массе раствора. Интенсивное перемешивание осуществляется механическими мешалками различной конструкции и специальными циркуляционными насосами. [c.184]

Скорость роста кристаллов, как и скорость образования зародышей I, зависит от большого количества факторов. Так, перемешивание раствора влияет на относительную скорость перемещения раствора и кристалла, увеличение которой снижает величину внешнего диффузионного сопротивления. Перемешивание суспензии эффективно в тех случаях, когда общая кинетика роста кристаллов определяется диффузионным подводом вещества к поверхности кристаллизации. [c.498]

Растворы. Явления пересыщения в растворах, конечно, очень важны, но, к сожалению, данные в этой области не слишком надежны. Дело не то п ко в том, что в растворах, как и в чистых жидкостях, трудно исключить образование зародышей на случайных примесях, но и в том, что растворы, как и чистые жидкости, проявляют эффект памяти, вследствие чего степень возможного пересыщения зависит от предыстории раствора, особенно его термической обработки. Малорастворимые с >ли могут осаждаться при перемешивании, и поэтому степень пересыщения раствора оценить трудно. [c.304]

Первый предполагает, что предельное пересыщение не является характеристикой состояния системы в широком смысле этого слова [31, 74, 132]. Он основывается на многочисленных фактах, говорящих о зависимости предельного пересыщения от перемешивания раствора, наличия в нем нерастворимых примесей, скорости охлаждения при термическом способе создания пересыщений и многих других параметров. Иными словами, а р и Оцр зависят от условий ведения эксперимента. Все это приводит к заключению, что в реальных условиях предельное пересыщение характеризует переход данной системы от состояния, когда образование центров кристаллизации происходит за какое-то время, к состоянию, когда это время становится близким к нулю, т. е. предельное пересыщение ставится в зависимость от скорости образования зародышей. [c.13]

Эффект магнитной обработки воды во многом зависит от качества исходной воды и параметров аппаратуры. Согласно термодинамическому состоянию системы, размеры зародышевых комплексов накипеобразователей тем меньше, чем больше термодинамическое пересыщение растворов [179]. На образование зародышей кристаллов оказывают положительное влияние механические колебания, интенсивное перемешивание, воздействие лучей радия [180], ультразвук [181], электрическое поле и другие факторы. Имеют также значение присутствие в обрабатываемой воде ферромагнитных окислов железа, температура обрабатываемой воды, условия нахождения воды после обработки, а также интервал с момента обработки воды магнитным полем до ее применения [182]. [c.443]

Инкубационный период наблюдается при любой степени пересыщения исходного раствора он обусловлен затруднениями в образовании центров кристаллизации. Установлено, что в реальных условиях центры кристаллизации образуются, как правило, в результате осаждения растворенного вещества на чужеродных примесях, присутствующих в этих растворах. Скорость образования зародышей увеличивается с ростом пересыщения, повышением температуры и уменьшением поверхностного натяжения. Длительность инкубационного периода зависит от состава исходного раствора (сточной воды), интенсивности перемешивания, температуры, воздействия внешних электрического и магнитного полей [21]. При перемешивании скорость зародышеобразования возрастает. [c.9]

Концентрация электролита. Влияния концентрации электролита и плотности тока в значительной степени дополняют друг друга при увеличении концентрации или при перемешивании раствора могут быть наложены большие плотности тока прежде, чем начнется образование крупнокристаллических осадков или же выделение водорода с сопровождающим его отложением губчатых и темных осадков. Влияние концентрации на скорость образования зародышей не носит определенного характера. Так как увеличение концентрации способствует образованию плотных, хорошо пристающих осадков, некоторые исследователи считают, что присутствие большого количества ионов в концентрированном растворе помогает образованию новых зародышей. [c.637]

Непосредственных наблюдений за образованием зародышей карбоната кальция и гидроокиси магния в рассоле не проводилось, однако некоторые свойства осадков, выпадающих в ходе очистки рассола, указывают на то, что в этом случае механизм образования и роста зародышей более соответствует второй точке зрения. Наиболее вероятно, что характер зародышей гидроокиси магния и процесс их старения сходны с образованием и старением зародышей гидроокиси алюминия. Поведение зародышей карбоната кальция, по-видимому, более близко к картине образования твердой фазы золота и двуокиси титана. Только при малой концентрации ионов кальция в растворе, повышенной температуре и интенсивном перемешивании процесс образования зародышей СаСОз можно, видимо, отождествлять с картиной образования кристаллического зародыша. [c.64]

Для получения высокодисперсной промывочной жидкости таким способом необходимо, чтобы раствор был пересыщенным по выделяемой фазе, и в нем надо создать условия, обеспечивающие одновременное возникновение огромного числа зародышей дисперсной фазы. При этом скорость образования зародышей должна быть намного больше скорости роста кристаллов. Практически это достигается путем введения химических реагентов (КМЦ, крахмала, КССБ и др.) при сильном перемешивании. Происходит не только достижение требуемой дисперсности, но и закрепление этого состояния, стабилизация системы. [c.41]

Важным фактором, влияющим на скорость кристаллизации, на размеры и габитус кристаллов, является перемешивание системы (см. гл. 4.5.5). Перемешивание выравнивает концентрацию раствора у разных граней кристалла, что способствует приобретению ими боле правильной формы. Уменьшается и доля агрегированных (сращенных) кристаллов в общей массе. При повышении до некоторого предела интенсивности размешивания скорость кристаллизации увеличивается, а размеры получаемых кристаллов уменьшаются. По-видимому, это связано с интенсификацией образования зародышей за счет инерционного перемещения неустойчивых субмикрокристаллов из участков маточного раствора, где, вследствие их образования, пересыщение уменьшилось, а температура повысилась, к свежим участкам, где имеются лучшие условия для быстрого их роста и превращения в устойчивые зародыши. [c.249]

Явления агрегирования и измельчения тпердой фазы, а также процессы ее рекристаллизации зависят п значительной мере от иЕ тенсивности перемешивания раствора в процессе кристаллизации. От этого зависит также скорость образования кристаллических зародышей и роста кристаллов. Преимущеетвеиное влияние того или ииого фактора в сложных явлениях выделения твердой фазы из растворов зависит от метода и условий проведении процесса кристаллизации. [c.94]

Скорость образования зародышей зависит также от механического воздействия на раствор. Перемешивание вносит, по-види-мому, ту энергию, которая необходима для начала процесса кристаллизации. Благоприятствуют образованию зародышей воздействие электрического, магнитного полей, ионизированное излучение, внесение в зону зародышеобразования кристаллитов данного вещества или посторонних включений. [c.98]

Скорость кристаллизации зависит от ряда факторов степени пересыщения раствора интенсивности переме1шива ния, наличия примесей и других причин. Кристаллизация начинается с возникновения зародышей, или центров кристаллизации, вокруг которых происходит рост кристаллов. Скорость образования зародышей завнсит от температуры, механических воздействий (перемешивание, встряхи- вание), степени шероховатости, перемешивающих устройств и др. [c.152]

Процессы образования зародышей и их роста, связанные с формированием фибриллярных кристаллов, могут быть кратко рассмотрены на основе некоторых дополнительных данных. Из 1%-ного /г-ксилольного раствора образца Г (УИ 2300) при перемешивании со скоростью 1100 об1мин фибриллярные структуры не удается получить ни при какой температуре кристаллизации. Из 0,001%-ного я-ксилольного раствора образца В (Ai 5,5-10 ) фибриллы легко образуются при 105,7° (скорость перемешивания 1000 об1мин), а при 90° в не-перемешиваемом растворе образуются лишь монокристаллы со складчатыми цепями. Естественно, что перемешивание ускоряет диффузию и массопередачу. Однако одного этого фактора недостаточно для инициирования роста фибрилл. Кроме механического перемешивания, требуется наличие высокого молекулярного веса, а концентрация полимера в растворе имеет, по-видимому, меньшее значение. Вращение макромолекул и увеличение размера молекулярного клубка, прямо пропорциональное могут способствовать образованию пер- [c.118]

Установлено, что межфазовая диффузия, или массоперенос, является важной стадией, определяющей скорость движения комплексообразующих агентов к центру кристаллизации в объеме водной фазы мочевины. Во многих случаях межфазовые нленки между масляной фазой и водным раствором мочевины могут оказывать решающее влияние на скорость образования комплексов , особенно в начальной стадии реакции. В системах с растворами к-парафина или жирной кислоты в бензоле или в другом инертном растворителе реакция с мочевиной протекает только в водном растворе. Различные наблюдения показывают, что для образования зародышей кристаллов и их роста необходимо проникновение гостевого реагента из масляной фазы в водную, содержащую мочевину. Можно показать, что незначительное количество мочевины растворимо в углеводородном слое, это делает возможным протекание реакции в данной фазе. В результате исследований было установлено, что силы в межфазо-вом пограничном слое достаточны для ориентации мочевины противоположно по сравнению с расположением ее в комплексе , т. е. для предотвращения образования аддукта в этой области. Наблюдения под микроскопом показали, что кристаллы комплекса растут исключительно в водном слое вблизи поверхности. Энергичное перемешивание снособствует образованию очень большой межфазо-вой поверхности, возрастанию скорости массопереноса и образованию центров кристаллизации. [c.483]

Существование параллелизма между работой образования зародыша и величиной металлического перенапряжения отмечалось многими авторами. Однако использовать подобные представления для построения количественной теории процесса электролитического выделения металлов пока не удалось. Это, вероятно, связано с тем, что изложенные представления слишком упрощены, и не передают полностью более сложную картину, отвечающую реальным условиям электролиза. Необходимо иметь в виду, что электролиты и присутствующие в них примеси способны изменять, вследствие их отравляющего (или актиБирующего) действия, условия возникновения и роста зародышей. При изучении процесса развития двухмерного зародыша необходимо учитывать возможное изменение состава раствора в непосредственной близости от фронта роста, что, безусловно, сказывается на кинетике образования осадка. Также следует иметь в виду вполне вероятное влияние перемешивания жидкости, которое изменяет условия доставки к электроду разряжающихся ионов и других частиц, находящихся в растворе. [c.432]

Образование зародышей происходит в-штределешшхг местах рас--твора, где возникают подходящие для этого условия. Эти условия определяются степенью пересыщения раствора в данном месте и температурой. Механизм образования зародышей еще полностью не выяснен. Число центров кристаллизации можно регулировать в зависимости от интенсивности охлаждения раствора и перемешивания его. Очень мелкие зародыши не могут существовать в растворе, так как они сразу растворяются. Существует критический размер зародышей, которые остаются в растворе и начинают расти. Этот размер зародышей зависит от степени пересыщения раствора, температуры и физических свойств вещества. Поэтому на производстве для образования центров кри-сталдизации часто в раствор вводят затравку , т. е. искусственные центры кристаллизации. [c.296]