化學共沉澱法 注意事項

2022-05-21 22:00:04 字數 1961 閱讀 3658

1.沉澱溶液的濃度

沉澱溶液的濃度會影響沉澱的粒度、晶形、收率、純度及表面性質。通常情況下,相對稀的沉澱溶液,由於有較低的成核速度,容易獲得粒度較大、晶形較為完整、純度及表面性質較高的晶形沉澱,但其收率要低一些,這適於單純追求產品的化學純度的情況;反之,如果成核速度太低,那麼生成的顆粒數就少,單個顆粒的粒度就會變大 ,這對於微細粉體材料的製備是不利的,因此,實際生產中應根據產品效能的不同要求,控制適宜的沉澱液濃度,在一定程度上控制成核速度和生長速度。

2.合成溫度

沉澱的合成溫度也會影響到沉澱的粒度、晶形、收率、純度及表面性質。在熱溶液中,沉澱的溶解度一般都比較大,過飽和度相對較低,從而使得沉澱的成核速度減慢,有利於晶核的長大,得到的沉澱比較緊密,便於沉降和洗滌;沉澱在熱溶液中的吸附作用要小一些,有利於純度的提高。在製備不同的沉澱物質時,由於追求的理化效能不同,具體採用的溫度應視試驗結果而定。

例如:在合成時如果溫度太高,產品會分解而只得到黑色氧化銅;在採用易地分解、易揮發的沉澱劑時,溫度太高會增加原料的損失。

3.沉澱劑的加入方式及速度

沉澱劑的加入方式及速度均攤會影響沉澱的各種理化效能。沉澱劑若分散加入,而且加料的速度較慢,同時進行攪拌,可避免溶液區域性過濃而形成大量晶核,有利於製備純度較高、大顆粒的晶形沉澱。例如:

製備白色無定形粉末狀沉澱氫氧化鋁,使用的原料為naalo2及碳酸氫銨,其主要雜質為鹼金屬,開始時以較慢的線速度將nh4hco3加入到naalo2的熱溶液中,待沉澱析出大半時,再加快沉澱劑的加入速度,直至反應結束。這樣得到的al(oh)3顆粒較大,只需要洗滌數次,產品中鹼金屬雜質即可合格。如將沉澱劑濃度加大,加料速度加快、反應溫度又低,這樣得到的是al(oh)3的膠狀沉澱,即使洗滌數十次,產品中鹼金屬含量也不容易合格。

當然,這只是從化學純度的角度來考慮的,或要生產專用性的al(oh)3產品,沉澱劑的加入方式及速度則應該根據具體要求而定。

4.加料順序

加料方式分正加、反加、並加三種。生產中的「正加」是指將金屬鹽類先放於反應器中,再加入沉澱劑;反之為「反加」;而把含沉澱物陰、陽離子的溶液同時按比例加入到反應器的方法,稱為「並加」。加料順序與沉澱物吸附哪種雜質以及沉澱物的均勻性有密切的關係。

「正加」方式的沉澱主要吸附原料金屬鹽的陰離子雜質;且在中和沉澱時,先、後生成的沉澱,其所處的環境ph值不同,得到的沉澱產品均勻性差。「反加」方式主要吸附沉澱的陰離子雜質;若是中和填充沉澱時,在整個沉澱過程占卜ph值變化很小,產品均勻性較好。「並加」方式可避免優秀作品溶液的區域性過濃,沉澱過程較為穩定,且吸附雜質較小,從而可得到理化效能較好的產品。

在實際生產中應視產品的具體要求而定。

5.沉澱劑

沉澱劑的選擇應考慮產品質量、工藝、產率、原料**及成本、環境汙染和安全性等問題。在工藝允許的情況下,應該選項用溶解度較大、選擇性較高、副產物影響較小的沉澱劑,也便易於除去多餘的沉澱劑、減少吸附和副反應的發生。在生產碳酸鹽沉澱產品時,可選擇的沉澱劑有na2co3、nahco3 nh4hco3和其他多種可溶性碳酸鹽,但一般以nh4hco3為好,因為它的溶解度大、易洗滌、副產物易揮發、汙染也較小,而且原料**廣泛、**也低。

沉澱劑的使用一般應過量,以便能獲得高的收率,減少金屬鹽離子的汙染;但也不可太過量,否則會因絡合效應和鹽效應等降低收率。一般過量20%-50%就能滿足要求了。

6.沉澱的陳化

陳化可發布沉澱過程帶入的大部分雜質。在陳化過程中,因小顆粒沉澱的比表面積大,表面能也大;相同量大顆粒沉澱的比表面積較小,表面能就小,體系的變化有從高能量到低能量的自發趨勢,因此小顆粒沉澱會逐漸溶解,大顆粒沉澱可慢慢再長大。其次,從沉澱的溶解度來看,當體系中大、小顆粒共存時,若溶液相對於大顆粒沉澱是飽和的,那麼對小顆粒沉澱就不飽和,因此小顆粒沉澱溶解,而大顆粒沉澱會長大,使沉澱顆粒表面完整,減少吸濕和結塊,提高沉澱的儲存和使用效能。

陳化過程由於小顆粒的溶解,減少了雜質的吸附和包裹夾帶,起到所謂區域性重結晶的作用,可以提高沉澱產品的純度。陳化時的條件,如時間和溫度等也會影響沉澱的效能,因此,應該根據產品的具體要求而確定。在實際生產中,必須注意的是陳化的時間如果超過了一定的範圍就可能會引起後沉澱,反而使產品的純度下降。

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