Влияние Высокого Давления На Изменение Структуры Пакета, Минерала, Коллоида И Агрегата Бентонитовой Глины

Abstract

Актуальность. Интерес к получению необходимых «заданных» адсорбционных свойств глин с помощью обжатия их давлением неуклонно растет. Это связано с тем, что такой способ формирования свойств очень востребован в хозяйственной деятельности человека. Цель: исследовать результат влияния высокой нагрузки на модифицирование дефектности структурных составляющих глины – пакета, минерала, коллоида и агрегата. Объектом исследования является бентонитовая глина, которая на 88 % состоит из минерала монтмориллонита. Методы. Дефектность в пакете минерала монтмориллонита изучалась рентгенофлуоресцентным анализом и инфракрасной спектроскопией, за критерий оценки взята высота пика. Дефектность минерала монтмориллонита изучалась дифрактометрическим методом, коллоида – электрокинетическим методом (дзета-потенциалом), агрегата – атомно-силовой микроскопией. Для оценки дефектности агрегата принята сила адгезии на его поверхности. Результаты. В пакете минерала монтмориллонита при воздействии давления менее 150 МПа в первую очередь образуются дефекты за счет разрушения связей Si-O-Al и Fe-OH. Связь Si-O более сильная, т. к. высота пика связи Si-O имеет тенденцию уменьшения при нагрузках до 800 МПа и более. Если придать нагрузку менее 150 МПа на такую структурную составляющую глины, как минерал, наблюдается увеличение его дефектности, о чем свидетельствует уменьшение толщины (Мк) бездефектного кристаллита. С дальнейшим увеличением давления процесс образования дефектов затухает. В коллоиде с приложением нагрузки менее 300 МПа дефектность возрастает, о чем свидетельствует возрастание дзета-потенциала (ζ), при увеличении нагрузки более 300 МПа изменение приращения ζ не фиксируется. Выявить какую-либо закономерность изменения силы адгезии при увеличении нагрузки на агрегат бентонитовой глины не удалось, так как диапазон изменения силы адгезии при каждой нагрузке изменяется в широких пределах для разных образцов бентонитовой глины.