本文探讨了硝酸钙结晶介稳区的问题，希望能为该领域的研究提供重要参考。
简述：硝酸钙是一种很常用的肥料，适用于各种土质和植物，尤其适用于缺钙的土质和水果。
1. 制备：
利用磷石膏制备硝酸钙的方法和硝酸钙。该方法包括：将磷石膏和水加入到反应装置中，通入氨源，搅拌，使得磷石膏与氨源反应生成氢氧化钙和硫酸铵；反应结束后，进行一级固液分离，得到主要含氢氧化钙和未反应的磷石膏的沉降物，以及主要含硫酸铵的溶液；将所述溶液进行后处理得到硫酸铵产品；将沉降物与硝酸进行反应，反应结束后进行清洗，分离，得到硝酸钙溶液、滤渣以及滤液，滤渣和滤液返回至反应装置中进行再次反应，硝酸钙溶液经浓缩、结晶和二级固液分离后得到硝酸钙产品。
该方法工艺简单，易于实施，使经济地生产出有价值的产品（硝酸钙和硫酸铵）成为可能；该硝酸钙产品适用范围广，应用价值高。
2. 结晶介稳区的研究：
目前，工业上硝酸钙通常从硝酸分解方解石后得到的酸解液 或者从硝酸分解磷矿后所得酸解液中结晶制得。溶液的结晶介稳区宽度是结晶过程的基础研究内容之一，是结晶操作和结晶器设计所必需的参数。
曹语晴等人报道了Fe3+、Al3+、Mg2+杂质在不同浓度下对硝酸钙结晶介稳区宽度及结晶形态的影响，以及饱和溶液温度对介稳区宽度的影响。具体如下：
（1）杂质对硝酸钙的结晶形态和介稳区宽度影响的实验方法
由于磷矿本身富含镁、铁、铝等元素，工业上常利用硝酸进行酸解，导致这些主要金属元素也参与反应生成硝酸盐存在于酸解液中。这些杂质会对硝酸钙的结晶形态和介稳区宽度产生一定影响。因此，在研究杂质对硝酸钙结晶形态和介稳区宽度的影响时，通常会人为地向硝酸钙饱和溶液中添加一定质量分数范围的铁、镁、铝等三种常见杂质。
将一定质量分数范围的各杂质添加到配制好的18℃（t1）的硝酸钙饱和溶液中，再将混合溶液倒入带夹套的结晶器，将机械搅拌器的转速调至300 r/min，通过由低温恒温槽控制外接循环水的温度控制结晶器中溶液温度，将温度调至18℃保持30 min后，以每30 min降2℃的速率降温，降温过程中仔细观察首批晶核的出现，记录此时的晶浆温度t2，介稳区宽度即为Δt=t1-t2。在降温至0℃的过程中，会生成大量硝酸钙晶体。将晶浆保持在0℃温度下30分钟以进行晶体生长，随后迅速进行抽滤以获取硝酸钙晶体。接着，使用低温无水乙醇或1，1，2-三氟三氯乙烷清洗晶体，并将晶体置于真空烘箱中进行24小时以上的干燥。取少量晶体进行显微镜下的晶形观察，并拍摄存储晶体照片。
（2）温度对硝酸钙结晶介稳区宽度影响的实验方法
配制0、10、20、30、40℃的硝酸钙饱和溶液各300 mL，再根据硝酸酸解磷矿后所得酸解液中各主要成分质量分数（见表1）向饱和溶液中添加杂质，制得含杂质的硝酸钙饱和溶液。其余步骤同（1），以此得到温度对硝酸钙结晶介稳区宽度的影响实验数据。
（3）杂质对硝酸钙结晶形态的影响
（4）结论
向18℃的硝酸钙饱和溶液中添加一定质 量分数范围的Fe3+、Al3+、Mg2+，降温得到的硝酸钙晶体形态未发生明显变化。
溶液中杂质种类与含量影响介稳区宽度， 随各种杂质含量的增加，介稳区宽度变宽。Fe3+、 Al3+、Mg2+对硝酸钙结晶介稳区宽度影响的效果不 同，由大到小顺序依次是Fe3+＞Al3+＞Mg2+。如下图所示：
硝酸钙在混合溶液中介稳区宽度随饱和溶液温度的升高先变窄再变宽。
参考文献：
[1]利用磷石膏制备硝酸钙的方法和硝酸钙 [J]. 无机盐工业, 2019, 51 (05): 97.
[2]曹语晴,李军,罗建洪等. 硝酸钙结晶介稳区的研究 [J]. 磷肥与复肥, 2012, 27 (05): 19-20+36.
1
