镧系化合物为代表的氯化镧是非常重要的一类稀土化合物,是农业、医药、催化、光功能等材料的基质材料来源。针对国内氯化镧生产过程中存在产品纯度低、颗粒细小且分布不均,易于结块,流动性差等问题。本文系统研究了氯化镧水溶液冷却结晶过程中晶体成核成长的规律,为氯化镧结晶分离纯化工艺设计和放大提供了必要的理论依据。首先,采用静态平衡法测定了七水氯化镧在水中的溶解度,分别用Apelblat经验方程和λh方程对溶解度数据进行拟合与评估。同时,利用激光散射法测定氯化镧水溶液冷却结晶的介稳区宽度,在初级成核推导的基础上,结合操作参数温度、搅拌和降温速率等对氯化镧冷却结晶介稳区宽度、成核级数影响的实验结果,确定出了初级均相成核和初级非均相成核的分界点S0=1.81,并基于成核诱导期数据计算得界面张力、表面熵因子等重要信息。再者,采用间歇动态法测定了氯化镧在水中的冷却结晶动力学实验数据,利用矩量变换法对动力学数据进行处理,回归出了成核速率和生长速率动力学方程:B0=1.06×1014exp(-205523.82/RT)ΔC1.36MT1.13np0.29;G=1.79×104exp(-38677.93/RT)ΔC0.73。同时,分析了过饱和度、悬浮密度和搅拌速率等因素对氯化镧晶体成核和生长的影响。氯化镧晶体的成核速率与生长速率均随溶液过饱和度、悬浮密度和搅拌速率的增大而增大。通过从两式中不同变量的指数值的比较可以看出,过饱和度是影响晶体成核和生长的最重要因素,成核速率随过饱和度变化的指数大于生长速率的指数,因此,当系统的过饱和度增加时,晶体的成核速率增加的更快些。最后,对氯化镧间歇和连续冷却结晶过程进行了详细研究。考察了间歇操作参数如原料液浓度、降温速率、搅拌速率、停留时间、晶种添加量等对氯化镧晶体成核、成长的影响,并且最终确定了氯化镧结晶过程的最优工艺条件。同时,还考察了连续冷却结晶条件下原料液浓度、停留时间、进料位置、悬浮密度及状态等参数对氯化镧结晶晶体粒度的影响。为氯化镧工业结晶生产结晶器的设计和放大提供依据。