膨潤土中離子的研究

時間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機器

作Q與t關系曲線可發(fā)現(xiàn)，除了50℃的Zn2+溶液外，水解沉淀反應主要發(fā)生在反應起始時。這是由于反應開始時氫離子與榮脫石表層陽離子就發(fā)生快速交換反應，造成溶液中氫

離子濃度的局域性“虧損”，進而引發(fā)金屬離子的水解和沉淀。膨潤土生產(chǎn)工藝比較復雜，對膨潤土生產(chǎn)線上的要求也是比較高的。而金屬離子的水解和沉淀反過來又使溶液中的氫離子濃度下降減緩，因此，溫度上升，kH反而下降，以50℃的Zn2+溶液中較為明顯；與此相反，溫度上升，加快樂層間交換作用和水解反應，kM也表現(xiàn)出上升。Pb2+、Zn2+的水解有利于其參與層間離子交換反應。

考察表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，與自由態(tài)離子M2+上相比，水解離子M（OH）+的有效靜電半徑和界面水化系數(shù)更接近Na+，特別是Zn（OH）+。實驗已表明，Zn2+溶液中Na+擴散反應速率b總大于Pb2+溶液，特別是在50℃時，Zn2+溶液中水解作用較強，擴散反應速率b也非常大，達2.17µmol/h。顯然，溫度上升，水解作用加強，交換作用也增強。消解法測定也表明，蒙脫石對Zn2+的吸附量大于Pb2+。在25℃時，兩者分別為1.50mmol/kg和10. 7mmol/kg；溫度升至50℃時，分別為91. 82mmol/kg和12.7mmol/kg。這些數(shù)據(jù)說明，溫度升高造成金屬離子水解的同時，也加大了層間離子交換反應的速率。

綜上所述，近中性稀溶液中蒙脫石與鉛鋅離子界面反應動力學實驗表明了以下幾點。

Pb2+、Zn2+不但可與蒙脫石表面發(fā)生配合反應，而且有部分進入層間交換鈉離子。由于Zn2+有效靜電半徑與Na+更相近，界面玻恩水化系數(shù)比Pb2+高，其對層間陽離子交換能力大于Pb2+，因此蒙脫石對Zn2+的吸附量比Pb2+大。

溫度升高，Pb2+、Zn2+水解沉淀現(xiàn)象變得明顯，特別是在50℃的Zn2+溶液中。這是由于氫離子的離子濃度較高，以及與蒙脫石表層陽離子的交換反應速率快，造成溶液中局域性H+“虧損”。Pb2+、Zn2+的水解沉淀反過來又促使溶液的pH值下降。

溶液中H+和Pb2+、Zn2+濃度變化可用一級動力學方程較好地擬合。在Pb2+溶液中kH>kM，溫度上升，前者下降，后者上升。在Zn2+溶液中正好相反，與溫度升高時Zn2+水解作用增強有關。