两种速率:晶核形成的速率和晶体的成长速率。晶核形成的速率过大,溶液中会有大量晶核来不及长大,过程就结束了,所得到的结晶产品小而多,反之,结晶产品颗粒大而均匀,两者速率相近,所得到的结晶产品的粒度大小参差不一。
影响因素归纳为以下几点:
1.过饱和度的影响
过饱和度是结晶过程的推动力,是产生结晶产品的先决条件,也是影响结晶操作的最主要因素。过饱和度增高,一般使结晶生长速率增大,但同时会引起溶液粘度增加,结晶速率受阻。
1.冷却(蒸发)速度的影响
实现溶液过饱和的方法一般有三种:冷却、蒸发和化学反应。快速的冷却或蒸发将使溶液很快地达到过饱和状态,甚至直接穿过介稳区,能达到较高的过饱和度而得到大量的细小晶体;反之,缓慢冷却或蒸发,常得到很大的晶体。
2.晶种的影响
晶核的形成有两种情况,即初级成核和二次成核。初次成核的速率要比二次成核速率大得多,对过饱和度的变化非常敏感,成核速率很难控制,一般尽量避免发生初级成核。加入晶种,主要是控制晶核的数量以得到粒度大而均匀的结晶产品。注意控制温度,如果溶液温度过高,加入的晶种有可能部分或全部被溶化,而不能起到诱导成核的作用,温度较低,溶液中已自发产生大量细小晶体时,再加入晶种已不能起作用,通常在加入晶种时要轻微地搅动,使其均匀地分布在溶液中,得到高质量的结晶产品。
3.杂质的影响
存在某些微量杂质可影响结晶产品的质量。溶液中存在的杂质一般对晶核的形成有控制作用,对晶体的成长速率的影响较为复杂,有的杂质能抑制晶体的成长,有的能促进成长。
4.搅拌的影响
大多数结晶设备中都配有搅拌装置,搅拌能促进扩散和加速晶体生成,就注意搅拌的形式和搅拌的速度。如转速太快,会导致对晶体的机械破损加剧,影响产品的质量,转速太慢,则可能起不到搅拌的作用。