王彦飞，焦 健，蒋淑婉，许史杰

（天津科技大学化工与材料学院，天津市卤水化工与资源生态化利用重点实验室，天津300457）

硫酸钠主要用于制造水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、制冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品、饲料等［1-2］。结晶是硫酸钠从水相中分离和纯化的主要步骤，本文通过实验确定其在水溶液中的介稳区数据，对理解成核现象和控制晶体尺寸分布具有重要的意义。文献上对于溶解度随温度增大而增大的物系（正溶解度）介稳区及成核动力学报道较多，但对于溶解度随温度增大而减小的物系（逆溶解度）的介稳区及成核动力学报道非常匮乏。在硫酸钠-水体系中，在不同的温度范围内，平衡的固相盐主要有两种稳定相，分别是无水硫酸钠和十水硫酸钠。当温度高于305.55 K时，平衡固相是无水硫酸钠；当温度低于305.55 K时，平衡固相是十水硫酸钠。本文在308.15 K到336.15 K范围内，通过聚焦光束反射测量技术（FBRM）测定硫酸钠在水中的介稳区宽度，考察了升温速率、饱和温度对硫酸钠结晶介稳区宽度的影响，揭示成核规律，为类似逆溶解度结晶过程的优化提供指导。

1 成核理论

根据经典成核理论，成核速率是由成核能量、频率因子和过饱和度所决定的［3-5］，这说明了介稳态的存在，也说明了控制成核过程的难度。在成核领域许多研究者对成核动力学做了大量的研究，相继提出不同的模型。

1.1 Nyvlt′s模型

1985年，Nyvlt提出了半经验模型用于描述结晶成核的行为，该模型因其简单性被广泛使用［6-9］：