Модификация - форма - кристалл
Cтраница 1
Модификация формы кристаллов может происходить в результате адсорбции примеси на поверхности растущих кристаллов. Благодаря избирательной адсорбции линейные скорости роста граней меняются по-разному, что и приводит к изменению формы кристалла. Адсорбция в данном случае представляет собой один из видов взаимодействия примеси с твердой фазой. Другим видом взаимодействия может быть образование ограниченных и неограниченных твердых растворов веществ, что тоже в отдельных случаях может оказывать влияние на форму частиц. Из рассмотрения исключается кристаллизация новых соединений, появляющихся при химическом взаимодействии примесей с получаемым веществом, так как в этом случае изменение огранки самоочевидно. [1]
Значительный интерес представляет проблема модификации формы кристаллов сульфата аммония. Прежде всего следует отметить влияние на форму кристаллов сульфата аммония рН среды. В сильно кислых растворах образуются мелкие ломкие кристаллы иглообразной формы. В нейтральных и щелочных растворах уменьшается размер кристаллов. [2]
Надо сказать, что большая часть работ по модификации формы кристаллов сульфата кальция связана с гипсом. Полугидрату и ангидриту в этом отношении уделялось значительно меньше внимания. Из растворов химически чистой фосфорной кислоты полугидрат осаждается в виде иглообразных кристаллов. Из экстракционной фосфорной кислоты выделяются кристаллы CaSO4 - 0 5H2O, имеющие форму шестигранных призм [17], которые частично собраны в крупные сростки. Состоящий из агрегатов осадок полугидрата легко отделяется от маточного раствора. Сростки кристаллов CaSO4 - 0 5Н2О достигают довольно больших размеров - 200 - 350 мкм. [3]
В ходе получения фосфорных удобрений мы неоднократно встречаемся с вопросами модификации формы кристаллов применительно к различным кристаллогидратам сульфата кальция и фосфорнокислого кальция. Роль примесей обычно играют сопутствующие апатиту или фосфориту вещества. Форма примеси заметным образом влияет на свойства кристаллических веществ. В частности, это относится к полугидрату сульфата кальция, чья способность превращаться в дигидрат в большой степени зависит от состава и кислотности среды. [4]
Кинетика кристаллизации карбоната кальция, как и других солей, зависит также от присутствия примесей [15], которые кроме модификации формы кристаллов могут изменять степень стабильности пересыщенного раствора и скорость кристаллизации в широких пределах. [5]
Предотвращение образования накипи в основном сводится к торможению кристаллизации или к созданию условий для образования рыхлого осадка. Первый путь заключается в стабилизации пересыщенных растворов, замедлении скорости зародышеобразования и роста кристаллов, второй связан с модификацией формы кристаллов. И в том, и в другом случаях используют специальные добавки, главным образом, неорганические, но могут использоваться и органические вещества. [6]
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 рН среды оказывают существенное влияние на ту или иную способность дегидратации ионов и молекул в образовании из них блоков, являющихся строительным материалом для растущего кристалла. [7]
Однако аналогичные процессы, связанные с кристаллизацией, протекают и в других технологических режимах, и вообще в других производствах. Широкое использование кристаллизации при очистке воды и регенерации отработанных водных растворов требует совершенствования самих кристаллизационных методов очистки. В частности, изучение вопросов полноты снятия пересыщения, модификации формы кристаллов и изменения их размеров имеет первостепенное значение. Особый интерес для очистки имеют исследования по кристаллизации труднорастворимых соединений. [8]
 |
Влияние затравки на интенсивность отложений карбоната кальция. [9] |
Концентрация затравки может быть уменьшена путем ее активации. Одним из способов активации является получение затравки в присутствии растворимых примесей. Существенное влияние на кристаллизацию из водных растворов оказывают различные красители и органические соединения, имеющие поверхностно-активные свойства. Примеси, в частности поверхностно-активные вещества, избирательно сорбируются некоторыми гранями кристалла, блокируют приток к граням питательного вещества, уменьшая скорость их роста и приводя тем самым к модификации формы кристаллов. [10]
Способы уменьшения слежи-ваемости кристаллических веществ основаны на анализе причин, порождающих это явление. С одной стороны, они связаны с уменьшением гигроскопичности, а с другой - с использованием различного рода покрытий, препятствующих прониканию влаги к частицам продукта. Снижение нагрузок при хранении и уменьшение колебания температуры тоже способствуют снижению слеживаемости. Часть способов основана на использовании различных добавок, влияющих на прочность кристаллизационных мостиков, образующихся в ходе хранения, и на температуру моди-фикационных превращений. Применение добавок также может иметь целью модификацию формы кристаллов, способствующей снижению их слеживаемости. Применение того или иного способа зависит от свойств продукта и условий его хранения и использования. [11]
Морфология образующихся частиц зависит от целого ряда факторов, но наиболее важным является соотношение скоростей их зарождения и роста, которые в свою очередь в значительной степени зависят от пересыщения системы. Окончательный размер частиц определяется числом центров кристаллизации и скоростью осаждения вещества. Умеренно растворимые вещества, например карбонаты, обычно осаждаются в виде очень мелких частиц. При высоких степенях пересыщения первичный критический центр кристаллизации может быть меньше размера элементарной ячейки решетки и начинает расти, не имея упорядоченной кристаллической структуры. При низких степенях пересыщения образуется хорошо сформированный кристаллический осадок, причем форма частиц зависит от структуры кристалла и от процессов, преобладающих на поверхности раздела фаз в ходе роста. На морфологию осадка сильно влияет скорость роста кристаллов. При низких скоростях образуются компактные кристаллы, форма которых соответствует кристаллической структуре. Ионы в растворе вблизи поверхности раздела кристалл - жидкость играют важную роль в модификации формы кристалла. При высоких степенях пересыщения нередко образуются объемистые осадки с дендритными частицами. При еще больших уровнях пересыщения получаются очень мелкие частицы, способные к агломерации или образованию золей. [12]
Страницы: 1