氯化鈉的存在對五水硫酸銅結(jié)晶的影響

亮點

1）冷卻速度和氯化鈉的存在對晶體的形狀有重要影響；2）鹽水中大晶粒的占比略有增加；3）晶體在鹽水中比在水溶液中長得更大且更加棱角分明；4）氯化鈉的存在使得晶體生長動力學(xué)存在差異。

文摘

硫酸銅從水溶液中重結(jié)晶是銅礦開采和回收中的重要操作單元。從環(huán)保角度出發(fā)，使用海水替代水作為結(jié)晶溶劑令研究人員非常感興趣。因此，通過考察氯化鈉對五水硫酸銅晶體形狀、大小、組成和生長動力學(xué)的影響，并將其與淡水結(jié)晶的結(jié)果相比較，明晰了鹽水中主要離子 （Na+和Cl-）對結(jié)晶過程的影響。研究觀察到冷卻速率和氯化鈉濃度對硫酸銅晶體的形狀和尺寸有影響，但晶體純度受氯化鈉濃度的影響并不明顯。分析了硫酸銅分別在水中的過飽和度為0.682～0.787、在鹽水中的過飽和度為0.348～0.458時的晶體生長動力學(xué)，揭示出晶體生長對所處環(huán)境具有明顯的依賴性。晶體在水溶液中生長時，{1-10}和{1-1-1}面的生長與冪律和BCF生長理論保持一致（R2分別為99.5%和96%）。相反，對于在鹽水中生長的晶體來說，{1-10}和{1-1-1}面均按照BCF機制生長（R2分別為99.5%和96%）。在不同結(jié)晶介質(zhì)中的晶體形狀證實了晶面特定生長機制存在差異，水溶液中生長的晶體要稍細(xì)長些。