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結晶過程分析

  
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  4 鹽析結晶
  
  鹽析結晶是在混合液中加入鹽類或其他物質以降低溶質的溶解度從而析出溶質的方法。所加入的物質叫做稀釋劑,它可以是固體、液體或氣體,但加入的物質要能與原來的溶劑互溶,又不能溶解要結晶的物質,且和原溶劑要易于分離。一個典型例子是從硫酸鈉鹽水中生產Na2SO4?H20,通過向硫酸鈉鹽水中加入NaG可降低Na2SO4?H2O的溶解度,從而提高Na2S04,H2O的結晶產量。又如,向氯化銨母液中加鹽(氯化鈉),母液中的氯化銨因溶解度降低而結晶析出。還有,向有機混合液中加水,使其中不溶于水的有機溶質析出,這種鹽析方法又稱水析。
  
  鹽析的優點是直接改變固液相平衡,降低溶解度,從而提高溶質的回收率;結晶過程的溫度比較低,可以避免加熱濃縮對熱敏物的破壞;在某些情況下,雜質在溶劑與稀釋劑的混合物中有較高的溶解度,較多地保留在母液中,這有利于晶體的提純。
  
  此法最大的缺點是需配置回收設備,以處理母液,分離溶劑和稀釋劑。
  
  5 反應沉淀結晶
  
  反應沉淀是液相中因化學反應生成的產物以結晶或無定形物析出的過程。例如,用硫酸吸收焦爐氣中的氨生成硫酸銨、由鹽水及窯爐氣生產碳酸氫銨等并以結晶析出,經進一步固液分離、干燥后獲得產品。
  
  沉淀過程首先是反應形成過飽和度,然后成核、晶體成長。與此同時,還往往包含了微小晶粒的成簇及熟化現象。顯然,沉淀必須以反應產物在液相中的濃度超過溶解度為條件,此時的過飽和度取決于反應速率。因此,反應條件(包括反應物濃度、溫度、pH及混合方式等)對最終產物晶粒的粒度和晶形有很大影響。
  6 升華結晶
  
  物質由固態直接相變而成為氣態的過程稱為升華,其逆過程是蒸汽的驟冷直接凝結成固態晶體,這就是工業上升華結晶的全部過程。工業上有許多含量要求較高的產品,如碘、萘、蒽醌、氯化鐵、水楊酸等都是通過這一方法生產的。
  
  7 熔融結晶
  
  熔融結晶是在接近析出物熔點溫度下,從熔融液體中析出組成不同于原混合物的晶體的操作,過程原理與精餾中因部分冷凝(或部分汽化)而形成不同于原混合物的液相相類似。熔融結晶過程中,固液兩相需經多級(或連續逆流)接觸后才能獲得高純度的分離。熔融結晶主要用作有機物的提純、分離,以獲得高純度的產品。如將萘與雜質(甲基萘等)分離可制得純度達99.9%的精萘,從混合二甲苯中提取純對二甲苯,從混合二氯苯中分離獲取純對二氯苯等。熔融結晶的產物往往是液體或整體固相,而非顆粒。

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