Изучение физико-химических особенностей процессов, протекающих на поверхности минеральных дисперсий

• Автор: Во Дай Ту
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Характеристика нерудного сырья месторождений Иркутской области
1.2 Особенность строения глинистых минералов
1.3 Изучение поверхностных свойств минеральных частиц. Ионный обмен на глинистых минералах
1.3.1 Поверхностные свойства минеральных частиц
1.3.2 Ионный обмен на глинистых минералах
1.4 Равновесие в дисперсных системах
1.4.1 Общий анализ равновесия в дисперсных системах
1.4.2 Равновесие в суспензиях глинистых минералов
1.5 Управление процессами смачивания на поверхности минеральных частиц
1.5.1 Смачивание
1.5.2 Управление смачиванием глинистых минералов
1.6 Современное состояние теории устойчивости дисперсных систем
1.7 Заключение
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Подготовка глинистых минералов к исследованию
2.2 Анализ состава глин
2.2.1 Анализ частиц глин под электронным микроскопом
2.2.2 Рентгенографический фазовый анализ глин
2.3 Определение физико-химических характеристик
2.3.1 Определение истинной плотности глин
2.3.2 Определение удельной поверхности
2.3.3 Определение электропроводимости
2.4 Определение размеров частиц
2.4.1 Седиментационный анализ и исследование седиментационной устойчивости суспензий глинистых минералов
2.4.2 Седиментационный анализ в центробежном поле
2.4.3 Определение размера частиц турбидиметрическим методом
2.5 Определение порога коагуляции суспензий глинистых минералов электролитами
2.6 Изучение обмена ионов щелочных металлов на глинистых минералах потенциометрическим методом
2.6.1 Градуировка рН-метра по буферным растворам
2.6.2 Титрование растворов без глины
2.6.3 Титрование суспензий глины
2.7 Изучение обмена катиона магния на глинистых минералах
2.8 Определение электрокинетического потенциала методом электрофореза
2.9 Оценка погрешности экспериментов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Характеристика исследуемых глин
3.1.1 Минералогическая характеристика
3.1.2 Физико-химическая характеристика
3.1.3 Геометрическая характеристика
3.2 Седиментационная устойчивость
3.2.1 Седиментационная устойчивость водных суспензий глин
3.2.2 Влияние электролитов на седиментационную устойчивость82
3.3 Коагуляция частиц глинистых минералов
3.3.1 Характеристики суспензий для изучения коагуляции
3.3.2 Пороги коагуляции электролитов
3.3.3 Влияние типа анионов на порог коагуляции
3.3.4 Сжатие диффузного слоя ДЭС
3.3.5 Влияние электролитов и pH на электрокинетический потенциал частиц глинистых минералов
3.3.6 Энергия взаимодействия частиц глинистых минералов в их суспензиях по теории ДЛФО
3.3.7 Ориентация взаимодействия частиц при коагуляции
3.4 Поверхностные свойства глинистых минералов. Ионный обмен на
глинистых минералах
3.4.1 Время до наступления равновесия при ионном обмене
3.4.2 Влияние pH среды на ионообменную емкость
3.4.3 Зависимость катионообменной емкости от ионной силы электролита
3.4.4 Способность обмена разных катионов на глинистых минералах
3.4.5 Влияние температуры на ионообменную емкость и поверхностные свойства частиц глинистых минералов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

среды. Из-за большого размера такие агрегаты седиментационно неустойчивы.
Коагуляция сопровождается резким изменением ряда свойств дисперсной системы. Это позволяет достаточно точно определить условия, при которых начинается коагуляция. Один из характерных признаков коагуляции - выпадение осадка дисперсной фазы. Другой признак - резкое увеличение светорассеяния, вязкости, и др. Оно характерно именно для коллоидных растворов с высокой степенью дисперсности.
Различают термодинамические и кинетические факторы агрегативной устойчивости дисперсных систем. Так как движущей силой коагуляции является избыточная поверхностная энергия, то основными факторами, обеспечивающими устойчивость дисперсных систем (при сохранении размера поверхности), будут те, которые снижают поверхностное натяжение. Эти факторы относят к термодинамическим. Кинетические факторы, снижающие скорость коагуляции, связаны в основном с гидродинамическими свойствами среды: с замедлением сближения частиц, вытеканием и разрушением прослоек среды между ними.
Коагуляции предшествует адсорбция, поэтому очень важно изучать оба процесса совместно. Оба процесса связаны с возникновением ДЭС на поверхности частиц, обусловленного поверхностной электролитической диссоциацией или адсорбцией электролитов с проявлением адсорбционносольватного (благодаря адсорбции и сольватации) и структурномеханического факторов устойчивости.
1.4.2 Равновесие в суспензиях глинистых минералов
Во многих областях (в производстве керамики, фармацевтике, изготовлении буровых растворов и др.) глины применяют в виде дисперсных систем, преимущественно в виде суспензий. Поэтому проблема сохранения