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阳离子交换容量及其变化规律
发表日期:2019/3/12       点击:57

阳离子交换容量及其变化规律

由丧I,河南灵宝-陕西潼关工业蛭石中的可交换性阳离子主要为Ca2+和Mg2\而新疆尉犁工业 蛭石中的可交换性阳离子主要为和Ca2+,其次有Mg2+和K+, Ba:+和Sr:+含量均很低。从阳离子 交换分量之和[CEC (1)]和阳离子交换总M [CEC (2)]来看,二者非常吻合。从而说明了如下两 点:①所采用测定间层矿物样品阳离子交换容量的方法是合理的,测试结果是准确的;②除所测定的 "f交换性阳离子以外,其他未被测定的可交换性阳离子(如Rb等)含量是非常低的。

具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容量大,如蒙脱石的最高约为140 m mol/ 1〇〇 g、蛭石的最高约为180 m mol/100 g。不具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容 M小,如新疆尉犁金云母为8.82 m mol/lOOg,与高岭石、绿泥石相近(Wilson,丨987)阳离子交换 tt大小和可交换阳离子的种类主要取决于两方面因素。对于蒙脱石、蛭石等层间具有水化阳离子层 的矿物,阳离子交换容M的大小80%以上取决层电荷数的大小,其余与结构层边缘羟基键的水解作用 有关。本文中所研究的样品分别为金云母与蛭石晶层和绿泥石与蛭石晶层所构成的间层矿物,阳离子 交换容量的大小主要取决于间层矿物中蛭石晶层的含量及其层电荷数的大小,而可交换性阳离子的种 类则主要取决于蛭石晶层层间水化阳离子的种类。根据表丨金云母-經石间层矿物样品的阳离子交换总 量在56. 92 ~98. 95 m mol/00 g之间,绿泥石-姬石间层矿物样品的阳离子交换总量在83. 63 ~90. 25 m mol/100 g之间,分别约为蛭石(CEC100 ~180 m mol/100 g)的一半。

1表明,新疆尉犁金云母-絰石样品的可交换性阳离子Ma和Ca的阳离子交换容童分别在7. 0〜57.5 m mol/100 g和13,3 ~77. 39 mmol/100 g之间,而Mg、K等阳离子交换容量很小,分别在6.35~ 10.42 m mol/100 g和1. 89 ~3.0 m mol/100 g之间。因此,金云母-蛭石间层结构中的蛭石晶层属Na Ca塑及Na—Ca混合型蛭石晶层:而河南灵宝-陕西潼关蛭石矿工业蛭石间层结构中蛭石晶层属于Mg Ca型。

研究发现新疆尉掣蛭石矿金云母-蛭石样品的阳离子交换容的大小与K20、Na20和Ca()含量的 大小密切相关,而其他组分如Si02等对其影响很小。

通过对新疆尉犁工业蛭石的研究表明,金云母-蛭石阳离子交换容量(CECmmd/100g)大小与 Ma20 + CaO百分含量之间具有很好的线性关系(图1),其中:

ICECL伽i/lg= -32. I U (K20)!w +289. 12

相关系数为0.92。

I CECI f = 37. 05 U】(Na:0 + CaO) U - 2. 89

相关系数为0.90。

可以看出,随着K20含量的增加,样品的阳离子交换容量减小;随(Na2()+CaO)含量的增加, 丨们离子交换容量增加。从而表明,随含量的增加,蛭石晶层的含量降低;随(Na20+CaO)含量 的增加,蛭石晶层的含量增加。由此町以得出,在金云母变化为金云母-蛭石的过程中,溶液中富含 Na‘和Ca2t离子组分。

对于金云母-經石样品来说.我们发现其阳离子交换容量的大小与样品的粉末X射线衍射谱特征有 一定关系3 —般说来,阳离子交换容量小于75 m mol/100 g的样品,其粉末X射线衍射图上发现有较 强的金云母的衍射峰;高于95 m mol/100 g样品,发现有蛭石的衍射峰。这进一步表明对样品阳离子 交换容M的贡献主要来自于间层结构中蛭石晶层的含量。蛭石晶层的含tt越高,间层矿物的阳离子交 换容量越大。

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