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膨潤(rùn)土吸附性

  吸附是所有固體物質(zhì)存在的自然現(xiàn)象。我們將某些分子聚集在膨潤(rùn)土表面的現(xiàn)象,稱為膨潤(rùn)土的吸附作用。這種吸附作用在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。如鉆井泥漿經(jīng)常利用膨潤(rùn)土礦物的吸附特性來(lái)調(diào)整不同使用目的的泥漿參數(shù),如添加降濾失劑,就是通過高分子聚合物一端吸附在膨潤(rùn)土顆粒表面,另一端溶于水使膨潤(rùn)土顆粒和水分子之間產(chǎn)生了一種間接的聯(lián)系。形成了一種橋聯(lián)作用,減少了泥漿中的自由水,改變了泥漿的性能參數(shù),達(dá)到降低濾失率的目的。

  膨潤(rùn)土吸附可以分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附三種類型。

  l)物理吸附。物理吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間分子間引力產(chǎn)生的,即我們常說的范德華力產(chǎn)生的。物理吸附是一種可逆的吸附過程,吸附速度與脫附速度在一定條件下呈動(dòng)態(tài)平衡。產(chǎn)生物理吸附的主要原因是膨潤(rùn)土表面分子其有表面能。由于膨潤(rùn)土在水中高度分散,物理吸附現(xiàn)象十分明顯。

  2)化學(xué)吸附。化學(xué)吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力而產(chǎn)生的,化學(xué)吸附作用一般不可逆。在鉆井泥漿中應(yīng)用化學(xué)處理劑就是化學(xué)吸附作用的典型例子,如鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽加入到膨潤(rùn)土泥漿中就是利用鉻離子在膨潤(rùn)土晶體的邊緣上發(fā)生整合吸附。這種化學(xué)吸附作用明顯比物理吸附作用要穩(wěn)定。因此用鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽處理的膨潤(rùn)土泥漿具有較高的抗溫能力,可作為地?zé)岷统罹目垢邷啬酀{體系。

  3)離子交換吸附。膨潤(rùn)土礦物晶體一般帶負(fù)電荷,因此在膨潤(rùn)土顆粒表面要吸附等當(dāng)量的相反電荷的陽(yáng)離子。吸附的陽(yáng)離子可以和溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換作用,這種作用稱為離子交換吸附。離子交換吸附的特點(diǎn)是:同號(hào)離子相互交換,等電量相互交換。離子交換吸附的反應(yīng)是可逆的,吸附和脫附的速度受離子濃度的影響,這種影響符合質(zhì)量作用定律。

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