生活中结晶随处可见，不懂得结晶过程怎能说是“晶人”，今天小七带你认识结晶，让我们一起变身“晶人”吧！

晶体与结晶

结晶是分子、原子或离子的有规则地排列方式具有一定的熔化温度(熔点)和固定的几何形状，在物理性质方面又往往具有各向异性的现象。

晶体是有明确衍射图案的固体，其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性，隔一定的距离重复出现，这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。

晶体可分为三大晶族，七大晶系如下：

高级晶族：等轴晶系

中级晶族：三方晶系、四方晶系、六方晶系

低级晶族：斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系。

结晶的基本原理

 将一个被溶解物放入一个溶剂中，由于分子的热运动，必然发生两个过程：

(1)固体的溶解，即被溶解物质(溶质)分子扩散进入液体内部。

(2)物质的沉积，即溶质分子由液体中扩散到固体表面进行沉积，一定时间后，这两种分子扩散过程达到动态平衡。我们将能够与固相处于平衡的溶液称为该固体的饱和溶液。

图中两条曲线将温度—浓度图分成三个区域：

(1)稳定区：其浓度等于或低于平衡浓度，在这里不可能发生结晶。

(2)介稳区：又可细分为两个区：第一个分区称为亚稳区，位于平衡浓度与低于它就基本上不可能发生均相成核的浓度之间；第二个分区称为过渡区，与这个区相对应的浓度则是有能自发成核的浓度，但不马上发生，而是要经过某一时间间隔才发生，总的来说，在介稳区，结晶不能自动进行，但如加入晶体，则能诱导结晶进行。这时，主要是二次成核。这种加入的晶体称为晶种。

(3)不稳定区：溶液处于不稳定态，特点是结晶马上开始，均相成核，出现连生体和树枝状的结晶。与这一状态相应的浓度是超过过饱和曲线的浓度。

理论：在一定的条件下，沉淀（结晶）能否生成或生成的沉淀是否溶解，取决于该沉淀的溶度积。当沉淀剂加入溶液中时，mAn  nBm-=AmBn（固）↓，形成的离子浓度的乘积Q=[An ]m[Bm-]n大于沉淀物的溶度积（Ksp），即Q＞Ksp时，形成了过饱和溶液，离子通过互相碰撞形成微小的晶核——成核过程；晶核形成后溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉积在晶核上——晶核生长；晶核就逐渐长大成晶粒；晶粒进一步聚集、定向排列成晶体，如果来不及定向排列则成为非晶粒沉淀。

结晶的步骤

结晶是从均一的溶液中析出固相晶体的一个操作，常包括为三个步骤：形成过饱和溶液、形成晶核和晶体生长。如图所示

1、过饱和溶液的形成  

结晶的首要条件是过饱和，制备过饱和溶液的方法一般有五种：

(1)化学反应法。

调节pH值或加入反应剂，使生成新的物质，其浓度超过它的溶解度。

这是工业上常用的方法，铀水冶工艺中沉淀（结晶）铀浓缩物就是一种典型的化学反应结晶过程。溶液的过饱和度、搅拌速度、溶剂性质、溶液组成和PH值都是直接或间接影响结晶的因素。结晶过程的影响因素很多，当过程条件是最优时，实现工业化生产的关键是设计一个优秀的反应设备。

内循环式流化床铀沉淀塔

内循环式流化床沉淀设备是一种先进的铀沉淀设备，如图所示。沉淀塔内设循环筒，内装搅拌桨，物料在内循环筒中自上向下流动，控制搅拌桨转速（物料流速），使粗粒的沉淀 1/3 123下一页尾页