Анализ влияния электролитов Na2SO4, MgSO4, Al2(SO4)3 на устойчивость суспензий кирпичной глины Оренбургского месторождения

Оренбургская область располагает богатейшими природными ресурсами, которые представлены нефтью и газом, бурым углем, каменной солью, железной рудой. В недрах Оренбургской области имеются крупные месторождения кирпичной, керамзитовыми и огнеупорными глинами. Самыми распространенными в области являются кирпичные глины. Из 200 месторождений полезных ископаемых Оренбургской области 57 месторождений относятся к кирпичным глинам [1, 3]. Оренбургское месторождение глины располагается вдоль берега реки Урал. Породы глины имеют рассыпчатую структуру и темно-коричневый цвет. Данный цвет обусловлен высоким содержанием Fe₂O₃ и FeO. Глина не вскипает при действии HCl_конц, это говорит об отсутствии в составе карбонатных примесей наиболее вредных в производстве строительных материалов. Глины Оренбургской области практически не изучены в области коллоидно-химических характеристик, не оценена взаимосвязь между особенностями строения, их дисперсностью под влиянием микроволнового излучения.

Обсуждение полученных результатов. На рисунке 1 представлены результаты изменения показателя мутности суспензий глинистого минерала Оренбургского месторождения фракции А в растворах электролитов: сульфата натрия, сульфата магния и сульфата алюминия.

Рисунок 1. Изменение мутности суспензий глинистого минерала Оренбургского месторождения в растворах электролитов (фракция А):

1 – мутность в растворе электролита Al₂(SO₄)₃; 2 - мутность в растворе электролита Na₂SO₄; 3 – мутность в растворе электролита MgSO₄

Присутствие электролитов в суспензии оказывает сильное воздействие на структуру двойного электрического слоя (ДЭС) частиц глины. При добавлении электролитов алюминия и магния в суспензию, её устойчивость сильно снижается. Полученные данные соответствуют теории ДЛФО. Повышение констант скорости в данном случае соответствует возрастанию силы коагуляции при увеличении зарядов в ряду Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺ [2, 4].   Осаждение частиц суспензии в присутствии электролитов Na₂SO₄ и Al₂(SO₄)₃ приостанавливается приблизительно в один период времени. В дисперсионной среде - MgSO₄ виден выброс природа, которого неизвестна и требует дальнейшего изучения.

Рисунок 2. Изменение мутности суспензий глинистого минерала Оренбургского месторождения в растворах электролитов (фракция В):

1 – мутность в растворе электролита Al₂(SO₄)₃; 2 - мутность в растворе электролита MgSO₄; 3 – мутность в растворе электролита Na₂SO₄

Во второй фракции (160-40мкм) зависимость между наличием электролитов и ДЭС идентична с первой фракцией. Однако осаждение частиц в дисперсном растворе Na₂SO₄ имеет большую продолжительность, чем в первом случае.

Таким образом, при сравнении влияния электролитов на суспензии различных по фракционному составу можно сделать следующие выводы:

1. Фракция В имеет стабильный характер изменения устойчивости в дисперсионных средах   Na₂SO₄ и Al₂(SO₄)₃.
2. Фракции А теряет агрегатную устойчивость быстрее в дисперсионных средах   MgSO₄ и Al₂(SO₄)₃, чем фракция В.