Каолинит (происходит от названия местности Каолин в Китае)

2.68M

Категория:

Промышленность

Похожие презентации:

Химия глин и принципы ингибирования глинистых пород

Основы химии глин и глинопорошков

Буровые технологические жидкости. Материалы для приготовления и регулирования свойств буровых растворов. (Лекция 5)

Химия глин

Сырье для производства строительной керамики. Часть 2

Глинистость. Гранулометрический состав осадочных горных пород

Химия полимерных материалов для буровых растворов. Лекция 3. Технологические жидкости для бурения скважин

Водные свойства глин

Буровые технологические жидкости

Состав бурового раствора

Минералогия глин

1. 2. Элементы земной коры

Copyright©2001
Элементы земной коры
8-35 km crust
% by weight in crust
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
other
= 49.2
= 25.7
= 7.5
= 4.7
= 3.4
= 2.6
= 2.4
= 1.9
= 2.6
82.4%
12500 km dia
SIVA
2

3. Образование почв

Copyright©2001
Образование почв
Материнская порода
Остаточные
почвы
~ in situ при выветривании (под
воздействием атмосферных агентов
) материнских пород
Переотложенные
почвы
~ при выветривании и
переносе
под воздействием ветра
воды, люда
SIVA
3

4. Материнские породы

Copyright©2001
Материнские породы
~ сформированные при одном из этих процессов
изверженные
Сформировались при
охлаждении магмы
(лавы)
напр., гранит
осадочные
Сформировались при
постепенном накоплении
осадка и уплотнении
напр., известняк
метаморфические
Сформировались при
изменении изверженных и
осадочных пород под
воздействием температуры
и давления
напр., мрамор
SIVA

5. Остаточные почвы

6. Переотложенные почвы

Copyright©2001
Переотложенные почвы
SIVA
агенты:
термины:
ветер
“эоловые”
море (соленая вода)
“морские”
озерами (пресная вода)
“лакустриновые”
рекой
“аллювиальные”
льдом
“гляциальные”
6

7. 8. Основные структурные элементы

Copyright©2001
Основные структурные элементы
Структуры глинистых минералов состоят из двух
основных элементов.
hydroxyl or
oxygen
oxygen
aluminium or
magnesium
silicon
0.26 nm
Кремнекислородные
тетраэдры
SIVA
0.29 nm
Алюмокислородные
октаэдры
8

9. Тетераэдрические слои

10. Тетераэдрические и октаэдрические слои

11. Различие глинистых минералов

Copyright©2001
Различие глинистых минералов
Различные комбинации тетраэдрических и октаэдрических
слоев образуют различные глинистые минералы:
1:1 глинистые минералы (e.g., каолинит, галлуазит):
SIVA
11

12. Различие глинистых минералов

Copyright©2001
Различие глинистых минералов
Различные комбинации тетраэдрических и октаэдрических
слоев образуют различные глинистые минералы:
2:1 глинистые минералы (e.g., монтмориллонит, иллит)
SIVA
12

13. Каолинит (происходит от названия местности Каолин в Китае)

Copyright©2001
Каолинит
(происходит от названия местности Каолин в Китае)
Al
обычно
70-100
слоев
Соединены сильными Н
связами
не легко отделяются друг
от друга
SIVA
Si
Al
Si
0.72 nm
Al
Si
Al
Si
Соединенеие общими
атомами кислорода

14. 15. Каолинит

Copyright©2001
Каолинит
Характер кристаллов:
В основе кристаллической структуры каолинита лежат бесконечные листы из тетраэдров Si—O4,
имеющих три общих кислорода и связанных попарно через свободные вершины алюминием и
гидроксилом. Эти листы соединены между собой слабыми связями, что обусловливает весьма
совершенную спайность каолинита и возможность различного наложения одного слоя на другой,
что, в свою очередь, ведет к некоторому изменению симметрии всей кристаллической постройки.
Спайность совершенная. Излом занозистый. Тв. 1,5-2. Пл.2, 6.
Блеск землистый Цвет белый. Черта белая
SIVA
Образуется при каолинизации (выветривании и гидротермальном
изменении полевошпатовых пород).
КАОЛИНИТ (увеличение х 1350)
15

16. Каолинит

Copyright©2001
Каолинит
используется как краска, в керамической и
фармацевтической промышленности
(OH)8Al4Si4O10
Галлуазит
входит в группу каолинита; имеет гидратированную
структуру
(OH)8Al4Si4O10.4H2O
SIVA
16

17. Монтмориллонит

Copyright©2001
Монтмориллонит
также называется смектит; расширяется при соприкосновении с водой
Si
Al
Si
Si
Al
легко разделяется
с помощью воды
Связан слабыми Вандер-Ваальсовыми
связями
SIVA
0.96 nm
Si
Si
Al
Si
17

18.

19. 20. Монтмориллонит

Copyright©2001
Монтмориллонит
высоко реакционные глины (набухающие)
(OH)4Al4Si8O20.nH2O
Бентонит
на контакте с водой
Высокое сродство с водой
группа монтмориллонита
используется в строительстве
SIVA
20

21. Иллит

22. Другие…

Copyright©2001
Другие…
хлорит
A 2:1:1 (???).
Si
Al
Al or Mg
вермикулит
монтмориллонитовая группа; 2 межслоевой группы воды
аттапульгит
цепочечная структура (нет слоев); тонко-игольчатые агрегаты
SIVA
22

23. Глинистые частицы

24. Глинистая структура (агрегаты)

25. Глинистая структура (агрегаты)

Copyright©2001
Глинистая структура (агрегаты)
геохимические условия окружающей среды (т.е., pH,
температура, присутствие катионов в воде) в период
седиментации существенно влияют на агрегатообразование.
глинистые частицы имеют тенденцию выравниваться
перпендикулярно направленному на них давлению.
SIVA
25

26. 27. Сканирующий электронный микроскоп

28. Другие…

Copyright©2001
Другие…
X-Ray Diffraction (XRD) –
рентгено-фазовая дифракция
определение атомной структуры и присутствия минерала
Differential Thermal Analysis (DTA) –
дифференциальный термальный анализ
определяет присутствие минерала
SIVA
28

29. Casagrande’s PI-LL диаграммы

Copyright©2001
Casagrande’s PI-LL диаграммы
60
U-line
Plasticity Index
50
montmorillonite
illite
A-line
40
30
kaolinite
20
halloysite
10
chlorite
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Liquid Limit
SIVA
29

30. 31. Зона поверхности

Copyright©2001
Зона поверхности
зона поверхности на ед. массы (m2/g)
чем меньше зерна, тем выше зона поверхности
напр., почвенное зерно с плотностью 2.7
10 mm 3
Зона пов. = 222.2 mm2/g
SIVA
1 mm 3
Зона пов. = 2222.2 mm2/g
31

32. Изоморфные замещения

Copyright©2001
Изоморфные замещения
замещения Si4+ и Al3+ другими катионами низкой
валентности (Mg2+)
в результате – несбалансированный заряд
(отрицательная сеть)
Положительно
+ +
+ + _ заряженный край
+ _ _ _ _
Отрицательно
+ _ _ _
__
заряженная
+ _
_
_
_ _ _ _ _
поверхность
_
_
_ _
_
SIVA
Глинистая частица с отрицательной сетью
32

33. Способность катионного обмена (c.e.c)

Copyright©2001
Способность катионного обмена
(c.e.c)
катионный обмен
способность захватывать катионы из воды(т.е., в
результате образования негативной сети)
измеряется в meq/100g (сетевой негативный заряд на 100 г.
глины)
миллиэквивалент
Способность замещения растет с увеличением
валентности.
Al3+ > Ca2+ > Mg2+ >> NH4+ > K+ > H+ > Na+ > Li+
SIVA
33

34. Сравнение

35. Катионная концентрация в воде

Copyright©2001
Катионная концентрация в воде
катионная концентрация падает с увеличением расстояния от
частицы
clay particle
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+ +
+ + +
+
+ + +
+
+
+ + +
+ + + ++
++
+
+
SIVA
- + cations
+
- ++ +
+
+ +
+
+ +
+
+
-+ + + +
+
- +
+ + +
+
+
+
-+ +
+
+
+
+
-+
+
+
double layer
+
+
+
+
+
+
free water
35
+

36. Адсорбированная вода

Copyright©2001
Адсорбированная вода
тонкий слой воды плотно связанный с поверхностю
глинистой частицы (как кожа)
1-4 молекул воды - толщина (1 nm)
более вязкая, чем обычная вода
SIVA
-
Адсорбированная
вода
36

37. Глинистые частицы в воде

38. 39. Глины

Copyright©2001
Глины
Глинистые частицы имеют вид пластин или
игольчатый облик. Они негативно заряжены.
Глины пластичны; Алеврит, песок, гравий не
пластичны.
Глины имеют высокую способность сжиматься
(усушаться) и низкую способность к расширению.
SIVA
39

40. Монтмориллониты

Copyright©2001
Монтмориллониты
монтмориллониты имеют очень высокую зону внешней
поверхности, способность к катионному обмену, сродство к
воде. Они образуют реакционно способные глины.
Монтмориллониты имеют очень высокую способность
водопоглощения (100+), индекс пластичности и
активности (1-7).
Бентонит (форма монтмормлонита) часто используется
при бурении.
SIVA
40

English Русский Правила