溶液蒸发结晶的方法（盐溶液蒸发结晶理论概述）

结晶是溶液中析出固体的过程，溶质从溶液中结晶出来，分为两个过程，即成核过程和晶核成长过程。

结晶体

1 成核过程

　　成核过程即指在饱和溶液中新生成结晶微粒作为结晶的核心。按其形成模式大体分为：初级成核和二次成核。

1.1 初级成核

　　初级成核是指在完全清净的饱和溶液中，由于分子、原子或离子构成运动单元，互相撞碰结合成晶胚线体，晶胚可逆地解离或生长，当生长到足够大，能与溶液建立热力学平衡时，就可称为晶核。在盐溶液蒸发过程中，只有当过饱和度大而料液中晶核较少时才会发生初级成核。

奥斯陆结晶器

1.2 二次成核

　　盐溶液真空蒸发生产中，二次成核是晶核的主要来源。二次成核主要分为流体剪应力成核和接触成核。所谓剪应力成核就是指当饱和溶液以较大的流速流过正在成长的晶体表面时，在流体边界存在的剪应力能将一些附着在晶体元的粒子扫落，而成为新的晶核。接触成核即为当晶体与其它固体物接触时，由于撞击所产生的晶体表面的碎粒成核。

　　二次成核是决定粒度分布的关键之一，控制好二次成核速率是蒸发生产的要点。在工业界中，常用经验表达式来描述二次成核速率（Bs），即

Bs = Kb MTjN IΔCb——（1）

式中：Bs——二次成核速率；

Kb——与温度相关的成核速率常数；

MT——悬浮粒度；

N——系统搅拌强度量（转速或周边线速等）；

ΔC——过饱和度；

常指数j、I、b——受操作条件影响的因素

2 结晶成长

　　一旦晶核生成，溶质分子或离子会继续一层层地排列上去而形成晶粒，这就叫结晶成长。常见结晶成长速率数学表达式为：

G=Kg ΔC g ——（2）

式中：G——结晶成长速率；

Kg——成长速率常数；

ΔC——过饱和度；

g ——幂指数

　　晶体成长过程分为扩散过程和表面反应过程。所谓扩散过程即指溶质从溶液本体穿过晶体表面的静止液层，转移到晶体表面的过程；表面反应过程是指转移到晶体表面的溶质长入晶体表面，同时放出结晶热，放出的热量传导进入溶液中。

根据上述两式可以看出，晶核的形成与晶体的成长都必须有过饱和度作为推动力，过饱和度越大，晶核形成和晶体成长速率都越大。在生产操作中，要使结晶粒度均匀分布，就必须控制过程的晶核形成，以结晶成长为主。