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1、6.2結(jié)晶結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。鹽、糖、化肥等高產(chǎn)量產(chǎn)品；青霉素G鉀鹽等醫(yī)藥、染料、精細(xì)化工等高附加值產(chǎn)品；蛋白質(zhì)的制造等生物領(lǐng)域的應(yīng)用；催化行業(yè)等超細(xì)晶體的制備；新材料工業(yè)中超純物質(zhì)的凈化。結(jié)晶過程的特點(diǎn)：能從雜質(zhì)較多的混合物中分離出高純度或者超純的晶體，潔凈產(chǎn)品外觀好，易于包裝、運(yùn)輸、儲存、使用。對于使用其他分離方法難以湊效的難分離物系（同分異構(gòu)體、共沸物、熱敏性物系等），多適用于結(jié)晶分離。能耗低，運(yùn)行溫度低，對設(shè)備材質(zhì)要求低，操作相對安全，一般無有毒氣體逸出，有利于環(huán)境保護(hù)。是多相多組分的傳熱和傳質(zhì)過程，結(jié)晶過
2、程設(shè)備種類多。6.2.1粒狀晶體的特性6.2.1.1晶體的特性晶體是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)點(diǎn)源（原子、分子或離子）作三維有序規(guī)則排列的固體物質(zhì)。為了形象地表示晶體中原子排列的規(guī)律，可以將原子簡化成一個點(diǎn)，用假想的線將這些連接起來，構(gòu)成有明顯規(guī)律性的空間格架。這種表示原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架叫做晶格。晶體中每一宏觀質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)和化學(xué)組成都相同。沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理化學(xué)特性也不同，這就是晶體的各向異性。理想情況下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則和凸面體外形的性質(zhì)。晶體具有以下重要性質(zhì)：均勻性自范性各
3、向異性自范性的本質(zhì)是晶體中粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象。硬度、斷裂抗力、屈服強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、磁化率和折射率等。還具有幾何形狀和物理效應(yīng)的對稱性，具有最小內(nèi)能，在熔融過程中熔點(diǎn)不變等特點(diǎn)。6.2.1.2晶系和晶習(xí)晶體的微觀質(zhì)點(diǎn)在晶體所占有的空間中，按一定幾何規(guī)律排列，各質(zhì)點(diǎn)間有相互作用力，它是晶體結(jié)構(gòu)中的鍵。由于鍵的存在，質(zhì)點(diǎn)得以維持在固體的平衡點(diǎn)上，彼此保持一定距離，形成空間晶格，稱為晶胞。晶格是一種幾何概念，是從晶體結(jié)構(gòu)中抽象出來的簡化的描述，晶胞是與晶格相對應(yīng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)。對某一晶胞，選取x、y、z三個坐標(biāo)軸作為晶軸，其長度
4、分別記為a、b、c。三個坐標(biāo)面即為晶軸面。晶軸的夾角為晶軸角，分別記為。六個參數(shù)的組合，可將晶體分為七種晶系：根據(jù)立方晶系（等軸晶系）、四方晶系、六方晶系、立交晶系、單斜晶系、三斜晶系、三方晶系（棱面體晶系）。實(shí)際結(jié)晶體形態(tài)，可能是屬于單一晶系，也可能是兩種晶系的過渡體。注意：不同物質(zhì)，所屬晶系可能相同，同種物質(zhì)，當(dāng)所處的物理環(huán)境改變時，晶系也可能變化。晶習(xí)是指在一定環(huán)境中，晶體的外部形態(tài)，也稱晶形或晶體形態(tài)。同一物質(zhì)，即使基本晶系不變，晶習(xí)也可能不同。注意：如六棱柱晶體，可能是短粗型、細(xì)長型，也可能是薄片狀或多棱針狀。影響晶習(xí)的因素：生長速度較快的晶
5、面，對晶習(xí)影響不大，晶習(xí)主要取決于生長速度慢的晶面；溶劑不同，介電常數(shù)不同，對晶體各面的電場減弱程度不同，所以會致使同種晶體具有不同晶習(xí)；雜質(zhì)嵌入生長著的晶格后，立體化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，導(dǎo)致晶體呈現(xiàn)不同的晶習(xí)。6.2.1.3粒度人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯闪姿徕}等納米材料構(gòu)成的。因?yàn)殡S著粒子尺寸的減小，比表面積逐漸增大，化學(xué)作用的影響越來越大，不但影響外觀，也會影響產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能。因此，對固體粒子，既要分析化學(xué)組成，也要表征粒度和形狀。晶體的粒度不是單一的，而是存在一個分布。晶體粒度分布是產(chǎn)品的一個重要的質(zhì)量指標(biāo)。由篩析數(shù)據(jù)，標(biāo)繪篩下
6、累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)與篩孔尺寸的關(guān)系曲線。晶體粒度分布表示方式：將晶體樣品進(jìn)行篩析，平均粒度mediumsize,MS篩下累積質(zhì)量比為定值（常取作50%）處的篩孔尺寸值。變異系數(shù)coefficientofvariation,c.v.變異系數(shù)越小，表示晶體粒度分布越窄。PDm%—篩下累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為m的篩孔尺寸。MS越大，平均粒度越大。晶體的體積和表面積可分別表示為：L—特征尺寸，表示粒度，Kv—體積形狀因子，Ka—表面積形狀因子。這些核心稱之為晶核，6.2.2結(jié)晶基礎(chǔ)溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶出來的過程要經(jīng)歷兩個步驟：（1）成核過程（2）晶體生長產(chǎn)生微觀的晶粒作為結(jié)晶
7、的核心，產(chǎn)生晶核的過程稱為成核過程。晶體逐漸長大，稱為宏觀晶體的過程。溶液結(jié)晶過程的推動力是一種濃度差，稱為溶液的過飽和度。晶漿：在結(jié)晶器中，由溶液結(jié)晶出來的晶體與余留下來的溶液構(gòu)成的混合物。母液：晶漿去除了懸浮于其中的晶體后，所余留的溶液。6.2.2.1溶解度和過飽和度1）溶解度一定條件下，100份質(zhì)量的溶劑中，最多溶解的無水溶質(zhì)的質(zhì)量份數(shù)來表示。工業(yè)及文獻(xiàn)中也常用mol/L，mol/kg溶劑及摩爾分?jǐn)?shù)表示。溶解度的影響因素溶質(zhì)及溶劑的性質(zhì)、溫度及壓強(qiáng)。溶解度曲線:溶解度對溫度之間的關(guān)系曲線。變態(tài)點(diǎn)正溶解度特性：逆溶解度特性：溶解度隨溫度的升高而增加
8、，在溶解過程中需要吸收熱量的特性。如，維生素C、精氨酸物質(zhì)的溶解度隨溫度升高反而下降，在溶解過
