影响硫铵结晶粒度的因素有哪些?
硫铵是常用的氮肥之一,也是一种提供营养元素硫的重要硫肥。硫铵具有易溶于水、吸湿性小、不易结块和肥效块的优点。它是速效肥料,也是很好的生物性肥料,呈酸性,适用于各种土壤和作物,硫铵通常通过结晶制得。
硫铵生产工艺
硫铵生产通常采用蒸发结晶的技术。根据蒸汽在结晶过程中用法的不同,蒸发结晶可分为:蒸汽喷射热泵单效蒸发结晶、多效蒸发结晶、常压单效蒸发结晶和减压单效蒸发结晶等。如果溶液浓度较高且处理量较小,也可以采用刮板蒸发器。
影响硫铵结晶粒度的因素
影响硫铵结晶的因素很多,结晶环境如溶液酸度、杂质、离子强度,媒晶剂如表面活性剂,添加物如某些染料过渡金属离子,操作环境如过饱和度、蒸发温度、搅拌速度,冷却结晶中降温方式,外部物理场,如超声波产生的空化效应、红外激光偏振等等。
硫铵蒸发结晶,影响硫铵结晶粒度的因素,主要是结晶环境和操作环境对结晶的影响,主要有溶液pH值、晶比、反应结晶、二次成核、蒸发温度、离心机操作、杂质等。
这些工艺条件的变化产生的结果往往比较滞后,因此增加了生产控制的难度,有些影响因素在量的变化上相对敏感,具有很大的偶然性,但对生产却有很大的影响。
1、PH值。
在正常生产中,将结晶器控制在偏酸性的环境下,控制添加酸的频率,控制溶液酸度的变化次数,有利于维持结晶正常的生长条件,获得理想的晶体。
2、晶比的影响。
悬浮液中所含硫铵晶体的体积与总体积的比称为晶比。在一定温度下,晶比会影响溶液的过饱和度。当结晶器中有足够数量的晶核时,新形成的硫铵可以完全用于晶体生长。因此,生产中通过控制晶比来控制过饱和度,可以有效的控制晶粒尺寸。
3、反应结晶。
反应结晶不同于一般的结晶过程,通常伴随粒子的相变、聚结和破碎。通常反应结晶首先析出的是稳定的固态颗粒,然后缓慢转变成稳定的固态,如一种晶体形式转变为另一种晶体形式,或一种水合物转变为另一种水合物。
4、杂质的影响
杂质通过吸附在晶体表面,抑制成核过程。当杂质浓度较低时,饱和度的增加弥补了杂质的影响。
当杂质浓度较高时,晶体的表面覆盖率增加,并且过饱和度比介稳区宽度的上升速度更快,导致成核速率加快,造成大量的新晶核和更小的晶体生成,一些杂质会选择性吸附在某些晶体表面上,从而影响晶体在空间上的均匀生长。
5、蒸发温度的影响
蒸发温度对结晶也有一定的影响,温度会影响溶液中离子的热运动,温度越高时.离子运动越强,碰撞成核的可能性越大,蒸发温度与系统中的真空度有关,真空度高,溶液的沸点低,即蒸发温度低,所需的能量消耗越低,通过比较不同温度下的硫铵晶体当蒸发温度为70℃时,晶体粒径尺寸更大且分布均匀。