Неорганические иониты - Амфлетт Ч.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 8
Обменные емкости и набухаемость^некоторых слюдообразных минералов [28)
Минерал Катион, присутствую- Обменная емкость, мг-экв/г Катионная форма минерала, набухающая в воде или в органических растворах
щий в минерале неорганические ионы тяжелые амины или диамины
Маргарит Са2 + <5 <380 [МН3 (СН2),МН3]2+, х > 10
Мусковит К+ <5 <250 [Ш3 (СН2),МН3]2+. х > 8,
Биотнт N3+, 1Л +
Иллит К+(Ма+, 1Л+) <35 <200 ниже 30°; неорганические ионы, кроме К + , ИН+, КЬ+, С8+, Т1 + Как в мусковите
Вермикулит Mg2+, Са2+, (Иа+) 100—170 100—170 Все катионы, кроме К+, NN4+, иь+, Сз+, Т1 +
Монтмориллонит Мй2+, Са2+, На^(К+) 60-120 60—120 Все катионы
Глинистые' минералы
57
бёнтонит-34 (диметилдиоктадециламин бентонита — производное бентонита, принадлежащего к группе монтмориллонитов).
Интересно отметить, что катионы с длинной органической цепочкой могут полностью, хотя и медленно, заместить межплоскостные катионы даже в слюдах и альбите. При этом органические производные слюды проявляют гораздо более высокую емкость по отношению к неорганическим катионам, чем исходные слюды, поскольку протеканию обмена способствует высокая степень разделения указанных производных (табл. 8).
Возможные пути использования глин в качестве ионообменников
Несмотря на то что устойчивость глин в растворах кислот невелика, они были предложены для использования в качестве ионообменников в тех случаях, когда имеет значение их дешевизна, специфичность, а также устойчивость по отношению к радиации и нагреванию в водной среде. Монтмориллонит предложили использовать при переработке радиоактивных сбросных растворов, но из-за малых размеров его частиц для получения материала, который можно использовать в больших колонках, необходима некоторая предварительная обработка. Из двух изученных процессов один заключается в выдавливании материала из водяной пульпы в ионообменную колонку [25], другой — в смешивании глины со связующим раствором, например с этилортосиликатом, с последующим разложением смеси при нагревании. Последняя операция, однако, приводит к некоторой потере емкости [26]. Оба этих метода имеют свои недостатки, и, кроме того, полученные продукты неустойчивы наводных средах при высоких температурах. Согласно третьему способу [27], монтмориллонит отмывается ¦ разбавленными растворами кислоты и щелочи, удаляются частицы диаметром <2 мк и далее при рН 1 осаждается хлопьевидный осадок, который отделяется центрифугированием. Затем 2%-ная
Глава S
суспензия в течение трех недель подвергается электродиализу с применением дистиллированной воды для удаления ионов хлора. Полученная суспензия медленно испаряется досуха при температуре 70°. Твердое вещество размалывают, просеивают; в результате получается материал, состоящий из ориентированных агрегатов, в которых плоскости кристаллов параллельны внутренним слоям. В другом варианте хлопьевидный осадок сушат неполностью и прессуют для получения волокнистого материала с 50%-ной влажностью. Считают, что агрегаты, находящиеся в Н+-форме, устойчивы в водных растворах при 300° и ионы водорода, содержащиеся в них, могут обратимо заменяться другими катионами. Так, емкость этого ионообменника по отношению к барию составляет приблизительно 1 мг-экв/г и при температуре 100°, и при 250°.
Вермикулит, также пригодный для данных целей, имеет, вероятно, то преимущество, что он не требует предварительной обработки. Для достижения наибольших скоростей обмена нужно использовать его расслоенную форму.
ЛИТЕРАТУРА
1. Grim R. Е., Clay Mineralogy, McGraw-Hill, London, 1953.
2. Barshad I., Am. Mineralogist, 33, 655 (1948); 34, 675 (1949).
3. Martin J. С, О V e r s t r e e t R., H о a g 1 a n d D. R., Soil Sei. Soc. Am. Proa, 10, 94 (1946).
4. Schachtschabel P., Kolloid-Beih., 51, 199 (1940).
5. Faucher J. A., S out h wort h R. W., Thomas H С, J. Chem. Phys., 20, 157 (1952); Faucher J. A., Thorn a s H. C, J. Chem. Phys., 22, 258 (1954); Gaines G. L., Thomas H. C, J. Chem. Phys., 23, 2322 (1955).
6. M e r r i a m С. N., Thomas H. С, J. Chem. Phys., 24, 993 (1956).
7. A m p h.l e 11 С. В., McDonald L. A., J. Inorg. Nucl. Chem., 2, 403 (1956); 6, 145 (1958).
8. Gaines G. L., Thomas H. C, J. Chem. Phys., 21, 714 (1953); Argersinger, Davidson, Bonner, Trans.
- Kansas Akad. Sei., 53, 404 ( 1950); Ekedahl, Hogfeldt, SULen, Acta Chem, Scand., 4, 556 (1950),
Литература
59
-9.' L e i b e n gu.th J. P., Wey R., Compt. rend., 251, 715 (1960). 10. F г у s i n g e r G. R., T h о m a s H. C, J. Phys. Chem., 64, 224 (1960).
11 Gardiner R. F., Shorey E. C, J. Ind. Eng. Chem., 9, 589 (1917); Jackson M. L., Truog E., Soil. Sei. Soc. Am. Proc, 4, 136 (1939).
12. К el ley W. P., Jenny H., Soil Sei., 41, 367 (1936); Schachtschabel P., Kolloid-Beih., 51, 199 (1940).
13 Gaines G. L., J. Phys. Chem., 61, 1408 (1957).
14. Gaines G. L., Rutkowski C. P., J. Phys. Chem., 61, 1439 (1957).
15. Frysinger G. R., Proc. Natl. Conf. Clays and Clay Minerals, 8, 116 (1960)
16. Та m ura Т., Jacobs D. G., Health Phys., 2, 391 (1960)
