КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ЭНЕРГИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ

Цель. Анализ изменений, происходящих в кристаллической решетке минерала при кислотной активации. Методы. Материалом для исследования явилась глина Слюдянского месторождения. Использованные методы исследования: рентгенофазовый анализ с помощью дифрактометра Bruker D8 Advance (дифрактограмма записана с помощью программы EVA, которая установлена на персональном компьютере в комплексе с дифрактометром, расчеты количественного состава проведены с помощью программы Topas 3.0); сканирующая микроскопия ориентированного образца; титриметрические методы анализа (методы нейтрализации и комплексонометрии 0; кондуктометрия (определение электрической проводимости растворов); потенциометрия (определение электрокинетического потенциала во время электрофореза); седиментационный анализ в гравитационном и центробежном полях. Для термодинамических расчетов использованы современные базы данных и программа Excel. Результаты. Кристаллохимический анализ структуры минерала и термодинамическая оценка условий самопроизвольного протекания процесса позволили дать объяснение характера потенциальной кривой после кислотной активации глины Слюдянского месторождения. Экстремальный характер этой зависимости связан с изменениями силового поля на поверхности частиц в результате протекания комплекса физико-химических взаимодействий, важнейшими из которых являются взаимодействия остовобразующих ионов с компонентами среды. В свою очередь, изменения энергии взаимодействия частиц глинистой массы, рассчитанной по результатам коллоидно-химических исследований, позволяют проанализировать процессы, происходящие в кристаллической решетке глины при кислотной активации. Экспериментальные данные подтверждают общность некоторых закономерностей кислотной активации глинистых минералов, связанных с тем, что процесс сопровождается вымыванием из остова кристаллической решетки ионов и образованием дефектов структуры. Дефекты кристаллической решетки с нарушением ее регулярности, переход поверхностного кремнезема в аморфное состояние обеспечивают изменение дисперсности системы и пористости глинистых образцов. Выводы. Использование кислотной активации для создания минеральных сорбентов с развитой пористостью оказывается предпочтительным, когда в качестве исходных используются минералы с расширяющейся структурной ячейкой.

глинистые минералы, кристаллохимические особенности, энергия притяжения и отталкивания, межкристаллическое пространство, кристаллическая решетка, дефекты, слоистая структура, пористость

1. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Высшая школа, 2006. 444 с.

2. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб. - М. - Краснодар: Лань, 2010. 416 с.

3. Помазкина О.И., Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н. Адсорбция катионов никеля (II) природными цеолитами // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2014. Т. 50. № 3. С. 262-267.

4. Помазкина О.И., Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н. Адсорбция ионов меди (II) гейландитом кальция // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 4. С. 370-374.

5. Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н., Помазкина О.И. Исследование адсорбции ионов тяжелых металлов природными алюмосиликатами // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. № 3. С. 285-289.

6. Тарасевич Ю.И., Овчаренко Ф.Д. Адсорбция на глинистых минералах. Киев: Наукова думка, 1975. 351 с.

7. Тарасевич Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев: Наукова думка, 1988. 248 с.

8. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел / под ред. Г. Парфита, К. Рочестера. М.: Мир, 1986. 488 с.

9. Тальгамер Б.Л., Федорко В.П. [и др.]. Минерально-сырьевая база и перспективы развития горнодобывающей промышленности Иркутской области. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. 91 с.

10. Яковлева А.А., Во Дай Ту, Чыонг Суан Нам. Нерудные минералы Иркутской области как объект коллоидно-химических исследований // В мире научных открытий. 2010. № 4-15. С. 129-132.

11. Yakovleva A.A., Vo Dai Tu. Ionexchange of clay minerals from some deposits of Irkutsk region // Russian journal of applied chemistry. 2012. Vol. 85. № 3. P. 348-351.

12. Яковлева А.А., Во Дай Ту. Влияние электролитов на устойчивость суспензий на основе глины Слюдянского месторождения // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. № 6 (46). С. 209-213.

13. Яковлева А.А., Во Дай Ту. Энергия взаимодействия частиц глинистых минералов ряда месторождений Иркутской области // Физическая химия поверхностных явлений и адсорбции: труды II Всероссийского семинара. Иваново, 2011. С. 72-74.

14. Осипов В.И., Соколов В.Н., Румянцева Н.А. Микроструктура глинистых пород. М.: Недра, 1989. 211 с.

15. Соколов В.Н. Формирование микроструктуры глинистых грунтов в ходе прогрессивного литогенеза // Инженерная геология: теория, практика, проблемы: сб. науч. тр. М.: Изд-во МГУ, 1993. С. 26-41.

16. Ролдугин В.И. Физикохимия поверхности. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2008. 568 с.

17. Бегунов А.И., Яковлев С.А., Яковлева А.А. Кинетические закономерности растворения магния в кислых средах // Известия вузов. Цветная металлургия. 2006. № 2. С. 9-12.

18. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. М.: Мир, 2009. 461 с.

19. Нович Б.Е., Кольцев Т.А. Коллоидная устойчивость глины с использованием фотонной корреляционной спектроскопии // Глины и глинистые минералы. 1984. Т. 32. № 5. С. 400-406.