膨潤土與無機陽離子的反應(yīng)

時間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機器

與無機陽離子的反應(yīng)

（1）交換反應(yīng)蒙脫石是單位晶胞由兩層Si―O四面體片和一層Al―O八面體片形成的2:1型層狀黏土礦物。其化學(xué)組成變化比較復(fù)雜，尤其是Si―O四面體的Si可被Al3+代替，Al―O八面體中的Al3+可被Mg2+、Fe2+、Zn2+、Li+等代替，造成層間正電荷虧損，形成層電荷。

管俊芳等（2002）將層電荷產(chǎn)生的原因分為三種，如下所述。

由于不等價的類質(zhì)同象代替，使得蒙脫石結(jié)構(gòu)層具有負(fù)電荷（每單位晶胞―0.6～―0.2）。

因顆粒表面有未中和的酸基（SiO32-、HSiO3―）或堿基[Al（OH）2+、Al（OH）2+、A13+]而帶電，電性視顆粒表面未中和的酸基或堿基而定。

因蒙脫石的結(jié)構(gòu)單元層邊緣上出現(xiàn)的破鍵而帶電．其電性由介質(zhì)的pH值而定。

為維持這些電荷平衡，蒙脫石顆粒勢必吸附周圍的陽離子．產(chǎn)生表面交換吸附。由于所吸附的陽離子和結(jié)構(gòu)單元層之間的作用力較弱，又可造成層間陽離子的可交換性。在膨潤土加工過程中，需要用到很多的膨潤土設(shè)備。因此，蒙脫石能夠從溶液中吸附異號的無機離子，其吸附量取決于中和表面電荷所需的離子量，吸附能力則取決于被吸附離子的作用力場，形成所謂的離子交換。蒙脫石的離子交換容量遠大于其它黏土礦物。

對于離子的置換能力，在其它條件相同時，陽離子電價越高，置換能力越強，電價高的離子一旦被吸附于蒙脫石上，就難以被置換。在電價相同時，置換能力隨半徑增大而增強；電價高的離子一旦被吸附于蒙脫石上，就難以被置換。管俊芳等（2002）據(jù)水化后的陽離子與氧離子的結(jié)合鍵能來確定陽離子的置換順序，得出陽離子的置換順序。

常見陽離子的置換順序為：H+>A13十>Ba2+> Sr2+ >Ca2+> Mg2+>NH4+ >K十>Na+> Li+。

常見陰離子的置換順序為：OH->CO32- >I- >Br- >Cl->NO3- >SO42一。

順序中的離子吸附能力從左至右依次遞減，顆粒早先吸附了左邊的離子，用右邊的離子很難去置換。