结晶釜降温过快,晶粒细而夹带母液多
结晶釜降温过快时,过饱和度一下子升得很高,爆发成核,晶粒又细又容易裹进母液,同样的晶种和搅拌下慢降温就不会这样。

结晶要在过饱和的溶液里,让已有的晶体长大,而不是不断生出新的晶核。降温是制造过饱和的常用办法。降温慢,过饱和度维持在晶体还能长大的范围里,粒度比较粗,母液容易在过滤时洗掉。降温过快,过饱和度冲得很高,大量晶核同时产生,晶粒细,比表面积大,团聚时把母液包在里面。洗晶洗不掉包在内部的母液,产品含水和杂质都高。
过快降温爆发的是细晶
釜内温度下降太快时,壁面和冷却管附近的溶液比釜中心冷得多,局部过饱和尤其高,晶核集中在冷壁上大量生成,然后再混进全釜。所得晶体又细又碎,过滤时滤饼阻力大,母液粘在细粒表面和团聚体内部,离心或过滤以后含水仍明显高于粗晶。把同一批料的降温速度放慢,晶种和搅拌都不变,粒度变粗、含水下降,就可以确认是降温速度的问题。
冷壁上还会结一层晶疤。疤的导热差,操作者往往把冷却介质开得更猛,壁面更冷,细晶更多。测到的釜温是中心温度,看起来还没有降到很低,壁面已经过度冷却。这仍然是降温过快,只是快在壁上,不在温度计那一点。看壁温和中心温度的差距,差距大时细晶来自冷壁,把冷却介质缓和下来,比把中心温度曲线再压低更有用。
搅拌过强也会把晶体打碎、产生细晶,母液夹带同样多。它和降温过快的差别在于温度曲线。搅拌过强时,即使降温很慢,粒度仍然细,而且细晶随着转速提高而增加。降温过快时,转速维持原样,只把降温速度提高,细晶就出现。一次只改一个因素,才能分开。两个因素一起加重时,细晶最多,放慢降温或降低转速都会有改善,但只改一个往往改不彻底。
没有晶种或晶种加得太晚,溶液会自己爆发成核,即使降温不算特别快,晶粒也细。晶种足够、在还没有大量成核之前加入,再配合慢降温,粒度才粗。若晶种正常、只是某一次降温特别快,细晶就归到降温。若每一次都细、降温曲线并不陡,先查晶种的量和加入时机,不要只把冷却阀关小。
母液夹带多是因为晶粒细
粗晶体表面的母液可以洗去,夹带主要在表面。细晶和由细晶粘成的团,母液在颗粒内部,洗涤液接触不到,分析出来杂质高、含水高。所以夹带多是细晶的结果,不是洗涤水量单独造成的。晶粒已经细了,再多淋洗也只能洗掉表面。要减少夹带,得先让晶体长粗,也就是把成核压下去。
杂质本身改变晶习,使晶体长成针状、易碎,过滤含水也会高。这种细碎在慢降温、有晶种时仍然出现,而且换一个杂质更少的料液就好转。降温过快造成的细晶,换同一杂质水平的料液,只要放慢降温就能变粗。料液来源没变、仅仅这一批冷得快,就不要先怀疑原料杂质突然改变了晶习。
过滤或离心条件变差,也会使含水升高,晶体粒度可以是粗的。滤布堵了、离心时间不够,粗晶一样滴不干。降温过快的标志是粒度分布变细,而不只是含水一个数字。含水高但晶体明显粗,去查过滤和离心。含水高而且晶体细、细得和这次降温速度对应,才回到结晶釜的降温曲线上。
降温过快还会把溶质大量冻在壁上,釜内悬浮的晶体数量看起来不多,实际上收率分散在疤里。疤脱落时带下硬块,块里同样夹着母液。这和溶液里爆发细晶是同一次冷壁造成的两个结果。壁上有厚疤、同时滤饼很细,都指向冷却过猛。只有细晶没有疤,冷的是整个溶液。只有疤、溶液里晶体正常,要查壁面冷却是否远猛于釜内搅动所能拉平的程度。
结晶釜晶粒细、母液夹带多,先看这一批降温是不是明显快于以往合格的批次,晶种和转速有没有同时改变。只有降温变快,就放慢冷却,并减小壁与中心的温差。转速变高而降温不变,查搅拌。晶种不足时慢降温仍然细。晶体粗而含水高,查过滤,不要回头把合格的降温再拖得更慢。
放慢降温以后,过饱和度有时间消耗在晶体长大上,新核减少,滤饼变粗,内部夹带的母液减少,同样的洗涤就能把表面母液洗掉。冷却介质的阀门要按釜温和壁温一起收,只看中心温度已经很慢、壁上还在猛冷,细晶和晶疤仍会出现。壁温跟着釜温走,才算降温速度真正慢下来了。