第十一节　结晶

结晶是一种历史悠久的分离技术，是化工、制药、轻工等工业生产常用的精制技术，可从均质液相中获得一定形状和大小的晶状固体。在氨基酸、有机酸和抗生素等生物制品行业，结晶已经成为重要的分离纯化手段。

结晶是从液相或气相生成形状一定、分子（原子、离子）有规则排列的晶体的现象。但工业结晶操作主要以液体原料为对象，结晶是新相生成的过程。作为一种化工单元操作过程，结晶过程没有其他物质的引入，结晶操作的选择性高，可制取高纯或超纯产品。近年来随着对晶体产品要求的提高，不仅要求纯度高、产率大，还对晶形、晶体的主体颗粒、粒度分布、硬度等都加以规定。因此，人们寻求各种外界条件来促进并控制晶核的形成和晶体的生长，以期得到理想的产品。溶液结晶技术是一个重要的化工单元操作，是跨学科的分离与生产技术。

一、结晶方法

结晶方法一般为两种：一种是蒸发结晶；另一种是降温结晶。

1.蒸发结晶

蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时，即可采用此法，先分离出NaCl，再分离出KNO3。

2.降温结晶

先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。例如当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。

二、结晶单元操作安全事项

结晶过程常采用搅拌装置，搅动液体使之发生某种方式的循环流动，从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。

结晶过程的搅拌器要注意如下安全问题：

（1）当结晶设备内存在易燃液体蒸气和空气的爆炸性混合物时，要防止产生静电，避免火灾和爆炸事故的发生。

（2）避免搅拌轴的填料函漏油，因为填料函中的油漏入反应器会发生危险。例如硝化反应时，反应器内有浓硝酸，如有润滑油漏入，则油在浓硝酸的作用下氧化发热，使反应物料温度升高，可能发生冲料和燃烧爆炸事故。当反应器内有强氧化剂存在时，也有类似的危险。

（3）对于危险易燃物料不得中途停止搅拌。因为搅拌停止时，物料不能充分混合均匀，反应不良，且大量积聚；而当搅拌恢复时，则大量未反应的物料迅速混合，反应剧烈，往往造成冲料，有燃烧、爆炸危险。如因故障而搅拌停止时，应立即停止加料，迅速冷却；恢复搅拌时，必须待温度平稳、反应正常后方可继续加料，恢复正常操作。

（4）搅拌器应定期维修，严防搅拌器断落造成物料混合不匀，最后突然反应而发生猛烈冲料，甚至爆炸起火；搅拌器应灵活，防止卡死引起电动机升温过高而起火；搅拌器应有足够的机械强度，以防止因变形而与反应器器壁摩擦造成事故。