【摘 要】
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随着人们环保意识的增强，烟气脱硫工艺备受关注，而烟气脱硫副产物硫酸钙的利用直接关系到脱硫工艺的选择和清洁化生产。硫酸钙的溶解和再结晶行为直接影响到其晶体结构和形态变化，不仅关系到硫酸钙的应用领域，而且还影响到溶液体系下硫酸钙的固液分离难度。因此，系统研究溶液体系下硫酸钙的溶解和再结晶行为对于合理控制硫酸钙晶体结构具有重要意义。
随着量子化学和电子信息技术的发展，利用分子动力学模拟方法研究溶液体系下晶体的生长行为成为一种可能。本文借助Materials Studio模拟软件，构建了晶面-溶液双层结
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随着人们环保意识的增强，烟气脱硫工艺备受关注，而烟气脱硫副产物硫酸钙的利用直接关系到脱硫工艺的选择和清洁化生产。硫酸钙的溶解和再结晶行为直接影响到其晶体结构和形态变化，不仅关系到硫酸钙的应用领域，而且还影响到溶液体系下硫酸钙的固液分离难度。因此，系统研究溶液体系下硫酸钙的溶解和再结晶行为对于合理控制硫酸钙晶体结构具有重要意义。
随着量子化学和电子信息技术的发展，利用分子动力学模拟方法研究溶液体系下晶体的生长行为成为一种可能。本文借助Materials Studio模拟软件，构建了晶面-溶液双层结构模型，模拟了不同溶液体系下硫酸钙晶体的生长习性，计算了硫酸钙晶体界面结构的稳定性。在本实验条件下得到如下结论。
(1)自然环境下CaSO4·2H2O晶体结构是由(020)、(021)、(11-1)和(110)晶面及其对称晶面围合而成的平板形结构，其晶面的稳定性顺序依次为(020)晶面＞(11-1)晶面＞(110)晶面＞(021)晶面;而CaSO4·0.5H2O晶体结构是由(200)、(002)、(110)和(1-10)晶面及其对称晶面围合而成的棒状结构，其晶面稳定性顺序依次为(1-10)晶面＞(110)晶面＞(200)晶面＞(002)晶面。
(2)随着氯化钠和氯化镁溶液浓度的升高，溶液中Na+和Mg2+与Cl-的缔合作用越来越强，Na+和Mg2+的水合作用减弱;而随着温度的升高，溶液中Na+和Mg2+的水合作用越来越强，缔合作用减弱;同时随着氯化钠和氯化镁溶液浓度的升高和温度的降低，溶液中Na+和Cl-的自扩散系数逐渐降低。
(3)随着氯化钠溶液浓度的升高和温度的降低，CaSO4·2H2O晶体有由平板状向粗大化的晶体转变的趋势，在此过程中存在晶面消失的现象。
(4)随着氯化钠溶液浓度和温度的升高，CaSO4·0.5H2O晶体由棒状逐渐向X轴和Y轴方向生长，不利于晶体向Z轴方向生长。随着氯化镁溶液浓度的升高，有利于CaSO4·0.5H2O晶体向Z轴方向生长，形成纤维状晶体;而随着温度的升高，CaSO4·0.5H2O晶体先向Z轴方向生长，然后再逐渐向X和Y轴方向生长。
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