Схема роста кристалла зависит от внешних условий и, прежде всего, от степени пересыщения раствора. При очень малых пересыщениях кристалл растет главным образом в результате присоединения отдельных ионов или молекул к местам нарушений кристаллической решетки: на молекулярных ступеньках, террасах и т.д. Однако при этом, несмотря на малое пересыщение, возможен рост кристалла и через двухмерные зародыши. Пересыщение оказывает влияние и на форму образующихся кристаллов. С уменьшением степени пересыщения происходит выравнивание скоростей роста отдельных граней кристалла, и он оказывается ограненным бóльшим числом более развитых плоскостей (рис. 41.7).
Рисунок 41.7 – Влияние пересыщения раствора (г/100 см3
раствора)
на форму кристаллов алюмокалиевых квасцов:
а – Y=5,1; б – Y=4,1; в – Y=2,7; г – Y=1,2
С увеличением степени пересыщения увеличивается общая скорость роста кристалла, а также разница в скоростях роста отдельных граней. Чем больше размер кристалла, тем выше может оказаться и разность концентраций в различных местах одной и той же грани, а следовательно, тем вероятнее несовершенный рост кристалла и тем больше примесей он захватывает при своем росте. С другой стороны, только при сравнительно небольших пересыщениях раствора могут быть получены однородные и правильные, с гладкими гранями кристаллы.
При большом пересыщении структура граней оказывается особенно несовершенной. Они покрываются мелкими кристалликами, имеющими иногда даже иную ориентацию, чем грань, на которой они растут, происходит образование кристаллов древовидной (дендритов) или скелетных форм.
Перемешивание раствора, увеличивая скорость диффузии вещества из объема среды к граням кристалла, должно увеличивать скорость роста. При перемешивании обеспечивается равномерная доставка кристаллизующегося вещества к различным граням, устраняется влияние концентрационных потоков, что способствует образованию кристаллов правильной формы. Во многих случаях увеличение скорости перемешивания приводит к увеличению скорости роста кристалла. Вначале скорость роста возрастает достаточно резко, затем плавно, достигая определенного предела, за которым дальнейшее повышение скорости уже не оказывает влияния на кинетику роста. При больших скоростях перемешивания, которые в условиях массовой кристаллизации не используются, скорость роста кристаллов снижается, вследствие смывания строительных блоков с поверхности кристалла потоком жидкости.
Перемешивание раствора порождает два противоположных явления. С одной стороны, интенсивное движение ускоряет диффузионный перенос вещества к граням кристалла, а с другой,– вызывает образование новых зародышей и способствует накоплению мелких кристаллов. В результате большого числа экспериментальных исследований было установлено, что средний размер кристаллов по мере увеличения интенсивности перемешивания уменьшается. Такой результат позволяет предположить, что скорость образования зародышей несколько больше скорости роста кристаллов. Кроме того, по мере возрастания степени турбулизации потока размер турбулентных вихрей уменьшается, становится возможным захват и выброс в соседние участки среды все более мелких кристаллических образований. В результате становится все более эффективным ускоряющее действие перемешивания на образование новых зародышей и, как следствие, размер кристаллов постепенно уменьшается.
Кроме изложенного выше следует отметить, что высокие скорости перемешивания способствуют чисто механическому истиранию кристаллов и уменьшению их размера. Особенно сильно истирание кристаллов происходит при перемещении суспензии по контуру циркуляции осевым или центробежным насосом. При массовой кристаллизации перемешивание раствора препятствует осаждению кристаллов на дно и стенки сосудов, предупреждая тем самым возможность друзового или агрегированного роста.
С увеличением температуры скорость роста кристаллов резко возрастает.
Например, повышение температуры кристаллизации на 10 ° увеличивает скорость роста кристалла 
в два раза.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.