-1,95
|
-1,07
|
0,30
|
0,57
|
0,85
|
Буферное действие диатомита в кислой среде
связано:
с адсорбцией протонов на
сколах частиц алюмосиликатов и последующим разрушением их кристаллической
решётки;
с адсорбцией ионов H+ на
гидроксилированной поверхности опалового кремнезёма за счёт сил ионного
притяжения вплоть до рН~2, при котором число заряженных центров на поверхности
кремнезёма равно нулю (точка нулевого заряда).
Кроме того, Кольтгофом и
Стенжером было показано, что сильнокислой среде гидроксилированная поверхность
кремнезёма активно адсорбирует ионы Fe3+ и Al3+ с образованием кислотных групп
на его поверхности [2, 237]. Реакция сопровождается вытеснением протонов и
снижением концентраций исследуемых ионов в растворах. Можно предположить, что
именно этим объясняется уменьшение величины ΔрН при рНисх<2,7.
Гидроксилированная
поверхность кремнезёма имеет точку нулевого заряда при рН~2 [3, 913]. При более
высоких значениях рН она проявляет слабые кислотные свойства, а при рН >~6
степень ионизации возрастает, и водород Si―OH группы легче диссоциирует.
Переходя в раствор, протоны уменьшают степень его кислотности. Кроме того, при
рН>7 – 8 растворимость кремнезёма начинает заметно расти [3, 66]. Как
показано Р. Айлером, реакции гидратации и деполимеризации происходят с участием
гидроксил-ионов (см. рис. 1.3), но при рН<8 образовавшийся силикат-ион
гидролизуется с образованием молекул растворимого кремнезёма Si(OH)4 и ионов ОН‾
[2, 91], поэтому при рН<9,6 буферное действие породы, проявлялось слабее, чем в кислой среде. При рН>10,7 кремнезём весь растворяется с образованием
силикат-ионов, что приводит к понижению концентрации гидроксил-ионов в растворе
извлечения.
При термической активации
происходит частичная дегидратация силанольной поверхности аморфного кремнезёма
и для её регидратации требуется многодневное выдерживание образцов в
нейтральном водном растворе [3, 915]. Это значительно ослабляет буферное
действие опаловой составляющей диатомита, прокалённого при 850°С. Частичное
разрушение алюмосиликатов снижает адсорбцию протонов с их участием и изменяет
значение показателей выхода железа и алюминия. В целом диатомит, прокалённый при
850°С, обладает менее выраженным буферным действием по сравнению с нативным.
Влияние порошка нативного
диатомита на концентрацию Al3+ в растворе AlCl3 в зависимости от значения рН
раствора извлечения
В присутствии порошка
нативного диатомита происходило заметное снижение концентрации алюминия в
растворе AlCl3 c исходной CAl3+ 0,0086 мг/см3 и установленными значениями рН:
рНисх 1,4-4,9 – отмечалось
значительное уменьшение содержания алюминия в фильтрате по сравнению с
раствором извлечения вплоть до CAl3+ =0 при рН 4,9;
рНисх 4,9-12,4 – было
зафиксировано присутствие ионов Al3+ в исследуемых растворах, с максимальной
концентрацией 0,0038 мг/см3 при рН 8,29;
рНисх 12,38 – CAl3+ в
фильтрате равна нулю.
Повышение концентрации
исследуемого иона в фильтрате по срав- нению с раствором извлечения отмечалось
только при рН<~2-2,5.
Данные, отражающие влияние
нативного диатомита на значение CAl3+ в фильтрате в зависимости от рН раствора
извлечения, приведены в таблице 2.17 и отражены на графике, приведённом на рисунке
2.12.
Таблица 2.17
Влияние нативного диатомита
на значение CAl3+ в фильтрате в зависимости от значения рН раствора извлечения:
рН исх
|
1,40
|
2,15
|
2,65
|
4,90
|
8,29
|
9,65
|
12,38
|
CAl3+, мг/см3
|
0,0164
|
0,0062
|
0,0010
|
0,0000
|
0,0038
|
0,0017
|
0,0000
|
Резкое уменьшение
концентрации исследуемого иона в фильтратах при рНисх<4,9 связано с тем, что
его адсорбция на обменных позициях глинистых минералов и поверхности аморфного
кремнезёма происходит быстрее, чем трансформация поверхностных слоёв
кристаллической решётки алюмосиликатов, так как требует меньших затрат энергии.
Адсорбировавшись на поверхности кристаллитов, ионы Al3+ затрудняют
проникновение протонов внутрь, защищая решётку от разрушения. В кислой среде
происходит наложение процессов поглощения Al3+ диатомитом и выщелачивания
алюминия из его глинистой составляющей.
Ульрихом [48, 708] было
показано, что при рН 4,2-5,0 вытеснение Al из кристаллических решёток минералов
сопровождается образованием полимерных аквагидроксокомплексов алюминия, занимающих их обменные позиции. Можно предположить, что этим объясняется
снижение поглощения диатомитом ионов Al3+ из раствора при рНисх 4,90-8,29. К
тому же подщелачивание раствора извлечения способствует активизации гидролиза, а образующиеся в растворе катионы Al(OH)x3-x нельзя определить по выбранной нами
методике. При более щелочной реакции среды весь алюминий раствора переходит в
форму комплексных ионов переменной основности и активно поглощается порошком
диатомита.
Выводы
В результате проведённых
исследований можно сделать следующие выводы об особенностях поведения алюминия
и железа инзенского диатомита в моделируемых условиях внешней среды:
Прокаливание диатомита при
850°С в течение 4 часов приводит к разрушению входящих в его состав слоистых
алюмосиликатов и частично иммобилизует полуторные окислы.
В кислой среде порошок
диатомита становится источником подвижных форм алюминия и железа, из
прокалённого при 850°С диатомита выход исследуемых элементов в раствор
происходит при более низком значении его рН.
Диатомит обладает буферным
действием в широком диапазоне значений рН (1-12,4), при кислой реакции среды
оно более выражено, чем при щелочной.
Нативный диатомит способен
поглощать ионы Al3+ из раствора хлористого алюминия, при кислом рН падение
концентрации ионов происходит только за счёт адсорбции на отрицательно
заряженных поверхностях, в щелочной среде процесс осложняется гидролизом соли и
поглощением аквагидроксокомплексов алюминия.
При рН растворах извлечения
менее 5,72 нативный диатомит становится источником подвижного алюминия; в
сильнокислой реакции среды (рН<4,0-4,5) его выход в раствор резко
возрастает; из прокалённого при при 850°С диатомита выход алюминия происходит
при более кислой реакции среды (рН<4,8).
Выщелачивание железа из
породы имеет место при более низком значении рН (<3,32) не только за счёт
глинистых
Список литературы
Айлер Р. Колллоидная химия
кремнезёма и силикатов: Пер. с англ. – –
М.: Госстройиздат, 1959. – 288 с.
Айлер Р. Химия кремнезёма:
Пер. с англ. В 2-х частях, ч.1 – – М.:
Мир, 1982. – 416 c.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: оформление доклада титульный лист, решебник по математике 6.
Предыдущая страница реферата |
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26 |
Следующая страница реферата