鑭系化合物為代表的氯化鑭是非常重要的一類稀土化合物,是農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、催化、光功能等材料的基質(zhì)材料來源。針對(duì)國內(nèi)氯化鑭生產(chǎn)過程中存在產(chǎn)品純度低、顆粒細(xì)小且分布不均,易于結(jié)塊,流動(dòng)性差等問題。本文系統(tǒng)研究了氯化鑭水溶液冷卻結(jié)晶過程中晶體成核成長的規(guī)律,為氯化鑭結(jié)晶分離純化工藝設(shè)計(jì)和放大提供了必要的理論依據(jù)。首先,采用靜態(tài)平衡法測(cè)定了七水氯化鑭在水中的溶解度,分別用Apelblat經(jīng)驗(yàn)方程和λh方程對(duì)溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合與評(píng)估。同時(shí),利用激光散射法測(cè)定氯化鑭水溶液冷卻結(jié)晶的介穩(wěn)區(qū)寬度,在初級(jí)成核推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,結(jié)合操作參數(shù)溫度、攪拌和降溫速率等對(duì)氯化鑭冷卻結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)寬度、成核級(jí)數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定出了初級(jí)均相成核和初級(jí)非均相成核的分界點(diǎn)S0=1.81,并基于成核誘導(dǎo)期數(shù)據(jù)計(jì)算得界面張力、表面熵因子等重要信息。再者,采用間歇?jiǎng)討B(tài)法測(cè)定了氯化鑭在水中的冷卻結(jié)晶動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用矩量變換法對(duì)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,回歸出了成核速率和生長速率動(dòng)力學(xué)方程:B0=1.06×1014exp（-205523.82/RT）ΔC1.36MT1.13np0.29;G=1.79×104exp（-38677.93/RT）Δ... 

【文章來源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１介穩(wěn)區(qū)意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ?ｚｏｎｅ?ｄｉａｇｒａｍ??

溫度區(qū)間在２６４．１５？３６７．１５ｋ之間［４８］，最重要的結(jié)晶過程??也是在這一區(qū)間進(jìn)行，所以取這一溫度Ｅ間中最為代表性的部分２７３．１５？３５３．１５ｋ作??為研宄的對(duì)象。Ｆｒｉｅｎｄ［４９］和Ｐｏｗｅｌｌ［５（）］等人測(cè)定了?２７３．１５？３５３．１５ｋ部分溫度下氯化鑭??在純水中的溶解度，但是測(cè)定的結(jié)果存在一定的偏差。因此為了得到更為準(zhǔn)確的氯化??鑭溶解度的數(shù)據(jù)，本文通過靜態(tài)平衡法更加系統(tǒng)地測(cè)量了氯化鑭在水的溶解度。??２．３實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)試劑??靜態(tài)法測(cè)定溶解度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖２－２所示，上述裝置中各設(shè)備的規(guī)格如表２－１??所示。實(shí)驗(yàn)中采用恒溫系統(tǒng)和攪拌平衡系統(tǒng)都是為了保證研究對(duì)象達(dá)到充分平衡。本??實(shí)驗(yàn)所米用的溫度計(jì)精度為０．０５?Ｃ。??一?ｚ４??°?〇?°?Ｉ?□?＼?■?／?’??，３??，－??２?，二＾?二??＼??Ｉ?ＬＰ＿Ｑ＿〇Ｊ??｜?丨?????１－恒溫循環(huán)水浴裝置２－磁力攪拌器３－玻璃加套結(jié)晶器４－溫度探頭５－轉(zhuǎn)子??圖２－２氯化鑭水溶液溶解度測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｆｏｒ?ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ?ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?ｌａｎｔｈａｎｕｍ?ｃｈｌｏｒｉｄｅ?ｉｎ?ｗａｔｅｒ??表２－１主要試劑明細(xì)表??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｄｅｔａｉｌｓ?ｏｆ?ｒｅａｇｅｎｔｓ???試劑名稱??生產(chǎn)廠家???七水氯化鑭?分析純（純度２９９．９％）?上海薩恩化學(xué)技術(shù)有限公司??硝酸銀?分析純?國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司??鉻酸鉀?分析純?天津博歐特化工貿(mào)易有限公司???蒸餾水

９０?杭州儀表電機(jī)有限公司??激光發(fā)生器?ＪＤＷ－３?北京大學(xué)物理系??光電轉(zhuǎn)換器?ＪＧ２?北京大學(xué)物理系??２．３．１實(shí)驗(yàn)方法與步驟??在圓柱形玻璃加套結(jié)晶器中加入一定量的蒸餾水，采用恒溫循環(huán)水浴裝置恒定在??設(shè)定溫度。加入過量的七水氯化鑭固體，恒溫?fù)璋枰欢螘r(shí)間直至溶解平衡，停止攪拌，??靜置。采用預(yù)熱過的帶濾膜的ｌ〇ｍｌ注射器取上層清液備用，采用化學(xué)滴定方法分析??氯離子含量；采用藥匙從底部取少量固體，抽濾，得到固體后在３０°Ｃ條件下真空干燥??至恒重。實(shí)驗(yàn)裝置參見圖２－２所示。??２．３．２實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論??２．３．２．１氯化鑭溶解平衡時(shí)間的確定??在試驗(yàn)范圍內(nèi)測(cè)量了氯化鑭水溶液達(dá)到熱力學(xué)平衡所需要的時(shí)間。在３３３．１５Ｋ時(shí)??的溶解度數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化如圖２－３所示：??１２５???１２０?－?■?？３－１５Ｋ??１１５－??！?１１°－＇??ＧＯ?／??〇?１０５－?？?／??１）?．?■／／??ｕ?１００－?７??■?／??９５－＂??９０?Ｊ￣￣，￣￣．￣，￣￣■￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣．—??３?４?５－?６?７?８?９?１０?１１??ｔ／ｈ??圖２－３氯化鑭的溶解平衡曲線??Ｆｉｇ．?２－３?Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｌａｎｔｈａｎｕｍ?ｃｈｌｏｒｉｄｅ?ｉｎ?ｗａｔｅｒ??從圖可以看出，實(shí)驗(yàn)大于８ｈ后，氯化鑭在水中己經(jīng)達(dá)到溶解平衡，因此實(shí)驗(yàn)采??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3533450