初级非均相成核(非自发成核)
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第305页(1187字)
(一)非自发成核
体系内已经存在某种不均匀性——外来的微粒等,使体系内各个部分成核的机率不同,在一定程度上降低了成核的能量势垒,使晶核可在比均相成核低得多的过饱和度下生成。凡能有效地降低成核能量势垒、促进成核作用的物质,谓之成核催化剂。
氯化钠的非自发成核有几种情况:氯化钠的晶体颗粒(盐种);与氯化钠构造相近的其他物质的晶体微粒;可成为氯化钠成核催化剂的其他物质。
(二)成核速率计算式
式中 Esa——非均相成核所需表观界面能(erg/cm2)。计算中,当S-1值很小时,数学上可将lnS近似地取S-1=σ(相对过饱和度)。
(三)由能量关系可决定是否成为依附晶核
若依附外来种子为晶核时,其能量起伏为:
式中 S1——新相晶核与液相间的表面积(cm2)
S2——新相晶核与外来种子间的表面积(cm2)
δ1——新相晶核与液相界面上的表面张力(N/m)
δ2——外来种子与新相间界面上的表面张力(N/m)
只有当⊿F<⊿F自发成核时,才有可能在外来种子的现成界面上生长,也只有当δ2<δ1时,才能满足⊿F<⊿F自发成核,因此:
δ2<δ1时,新相晶核易在现成的界面上生长。
δ2>δ1时,外来种子根本不起基底(盐种)作用。
(四)在海盐生产上的应用
滩晒短期结晶,因结晶卤水不深,扒盐时要留大碴、均碴、白净、不露池板,Na+、C1-可直接依附盐碴生长,降低卤水过饱和度,减少自发成核表面结晶,有利于生长大粒盐,提高盐质;深卤长期结晶,除控制自发成核外,也要防止悬浮物、不溶物进入池内,保证结晶卤水清洁,利于池底长盐,提高盐质;水不溶性杂质附于晶体表面,能阻碍Na+、Cl-依附盐碴成长,促使卤水过饱和度增加,易在卤水表面漂花结晶,形成片盐、细盐,降低盐质;滩晒精细盐时,为提高盐质,保证粒细、均匀、白净,除采取打花、盐操作外,扒盐要收净,留下的盐粒,下次灌池结晶前应全部化掉。