Застосування діатоміту

Сьогодні такі природні мінеральні освіти як диатомиты знаходять широке застосування у різних галузях промисловості завдяки високої поглотительной здібності, пористости, термостойкости і кислотоустойчивости. Що ж до сільського господарства, то У. Р. Дистановым [25, 304] запропонували два можливих напрямку використання цих природних материалов:

як носіїв і наповнювачів пестицидів й у отримання пролонгованих удобрений,.

як маси, предотвращающей слёживание тієї ж добрив і ядохимикатов.

З іншого боку, у низці публікацій згадується про инсектицидном дії дустов кремнезёма [3; 44]. Проведені протягом останніх десятиріч дослідження, присвячені ролі кремнію та її сполук, у ґрунтових процесах, різко розширили коло можливих областей застосування природних кремнезёмов у галузі. Мінерали кремнію розглядають як джерело розчинної кремнезёма, що грає значної ролі у формуванні родючості грунтів, підвищенні продуктивності рослин i їх опірності хворобам і шкідників [3; 16; 19]. У. М. Дьяков та його колеги посилаються на досвід використання газу як добрив диатомитов, внесення що у грунт збільшує її буферність і адсорбционные властивості, і навіть «сприяє зниження залізної й алюмінієвій інтоксикації рослин» [19, 5], що особливо на часі для кислих грунтів. Проте механізм дії диатомитов і їхньої участі в ґрунтових процесах ще недостатньо изучен.

На території Ульяновської області розвідані і експлуатуються з промисловою масштабах великі родовища цих кременистих порід. У цьому сенсі стає особливо цікавою перспектива спрямування меліорації грунтів місцевих диатомитов, за запасами яких наш регіон займає одне з перших місць у СНД й Росії.

Диатомит є не чистий силицит: крім опалового кремнезёма у ньому міститься глинистий і уламковий матеріал. Глинисті мінерали, зміст що у породі може становити 20% і більше, в певному діапазоні значень рН середовища можуть бути додатковим джерелом рухливих форм алюмінію і заліза отже погіршити запобігати негативним явищам, пов’язані з виснаженням буферної ёмкости грунтів. За змістом в породі кисень, кремній, алюміній і залізо займають самі місця, що у грунті. Загальновідомо, що реакція середовища одна із основних чинників, визначальним поведінка алюмінію і заліза у ґрунтах. Тому виникла ідея створення найпростішої модельної системи, що дозволяє спрогнозувати поведінка диатомита загалом, його окремих компонентів у реальних грунтах з різноманітною кислотністю. Метою нашого дослідження вибрали вивчення особливостей поведінки алюмінію і заліза, входять до складу диатомита, у системі тверда фаза-раствор. Для її досягнення було поставлено такі задачи:

* встановити мінералогічний і хімічний склад досліджуваного диатомита;

* експериментально визначити можливий вихід алюмінію і заліза з диатомита що за різних значеннях pH розчину извлечения,.

* досліджувати спроможність до адсорбції катионів з розчину та була пов’язана із нею кислотно-основную буферність породи за умов модельної системы.

Аби вирішити з завдань як об'єкт дослідження був обраний диатомит Инзенского родовища Ульяновської області - найбільшого і найінтенсивніше експлуатованого. Дослідження проводили з допомогою загальновизнаних методів: потенциометрии, фотоколориметрии, рентгеноспектрального анализа.

Соколовій Т.А. і її колегами [36] проводилися модельні експерименти з метою з’ясувати вплив глинистих мінералів на поведінка алюмінію на системі твёрдая фаза — розчин. Дослідження Ульріха і Швертмана були присвячені ролі окремих мінералів грунту у створенні її кислотно-основной буферности [39, 48]. Однак у відомої нам літературі механізм дії диатомита як суміші мінералів, у грунті не освещался.

Практична значимість роботи визначається серйозної загрозою, якою є закисление грунтів інтенсивно експлуатованих орних угідь, втрата ними родючості, і непродумане використання мінеральних добрив.

Експериментальна часть.

2.1 Введення ЄІАС у эксперимент.

Розглядаючи можливість застосування диатомита для меліорації і реанімації антропогенно порушених грунтів, необхідно ухвалити до уваги, що глинисті мінерали є постійним компонентом породи. За даними численних досліджень алюмосиликатная складова грунтового поглотительного комплексу (ВПК) і мінерали гидроокислов заліза при кислої реакції середовища стають джерелом рухливих форм алюмінію і заліза, які мають пряме токсична вплив на рослин та сприяють подальшому зниження.

pH грунтового розчину.

Висока пористість диатомита і актори гарні адсорбционные характеристики планують її що у процесах поглинання катионів з розчину, отже, і створення кислотно-основной буферности грунтів. Саме тому поставили собі задачи:

* експериментально визначити можливий вихід алюмінію і заліза з диатомита що за різних значеннях pH розчину извлечения,.

* досліджувати спроможність до адсорбції катионів з розчину пов’язана з ній буферне дію породи.

Для розрахунку відносного виходу досліджуваних елементів в розчин необхідні дані про їхнє валовому змісті в породі, і на початку був визначено хімічний склад досліджуваних зразків диатомита.

У результаті експериментів отримано дані, відбивають взаємодія різних компонентів диатомита (твердої фази) з катионами розчину вилучення. Відстежувалися такі параметри: pH розчину вилучення, pH соляної витяжки (фільтрату), концентрації іонів Al3+и Fe3+. За підсумками отриманих експериментальних даних розраховувалися показники відносного виходу алюмінію і заліза в розчин.

2.2. Матеріал і нові методи исследования.

Матеріалом на дослідження послужив диатомит, видобутий першою ділянці Инзенского родовища Ульяновської області (його світла разность).

Щодо хімічного складу досліджуваного диатомита був визначено методом рентгеноспектрального аналізу, використовуваний визначення макрокомпонентов. Він грунтується на вимірі флуоресцентного випромінювання визначених елементів в пробі, приготовленою сплавлением з тетраборатом літію при t=1150°.

У результаті експериментів проводилося фотоколориметрическое визначення іонів Al3+и Fe3+ в досліджуваних розчинах. У основі методу лежить освіту забарвлених комплексних сполук солями алюмінію і трёхвалентного заліза з веществами-красителями. Інтенсивність фарбування вимірюється оптичної щільністю D, що у своє чергу визначається змістом досліджуваних речовин, у розчинах. Для виміру оптичної щільності задіяли фотоэлектроколориметр КФК-2. Визначення концентрацій алюмінію і заліза здійснювалося методом побудови градуировочных графіків. Він передбачає приготування шкали розчинів перевірки відомими концентраціями цих елементів, визначення їх оптичної щільності й модульна побудова з урахуванням даних калібрувальних кривих. Вони дають можливість, знаючи величину D, встановити значення CAl3+ чи CFe3+.

Фотоколориметрия одна із найчутливіших і дуже використовуваних методів визначення металів у природних водах і ґрунтових розчинах. Зміст Al3+определялось по стандартної методиці з ксиленоловым помаранчевим [32, 231], Fe3+ - сульфосалициловым методом. 34, 96].

Вимірювання рН досліджуваних розчинів проводилося потенциометрическим методом. І тому використовували лабораторний рН-метр ЛПУ-01 з хлорсеребряным і скляним електродами відповідно ролі електрода порівняння і вимірювального электрода.

Обладнання ГЕС і реактивы.

Експерименти проводилися з допомогою наступного лабораторного оборудования:

* Аквадистиллятор ДЭ-4−2;

* Апарат для встряхивавния АВУ-6с;

* Терези аналитические;

* Терези лабораторні равноплечие 2 класу ВЛР-200;

* Терези торсионные ВТ-500;

* Колориметр фотоелектричний концентрований КФК-2;

* Кюветы з товщиною просвітчастого шару 1 см;

* Лабораторний рН-метр ЛПУ-01;

* Шафа вытяжной;

* Шафа сушильно-стерилизационнный ШСС-80п;

* Штатив лабораторний ШЛ-02;

* Електропіч опору, камерна лабораторна СНОЛ-1,6.2,5 111ИЗ;

і реактивов:

* Алюміній металевий х.ч. (по ГОСТ 13 736–68).

* Аміак водний ч.д.а.

* Железоаммонийные галун ч.

* Калій фосфат однозамещённый ч.

* Калій хлористий х.ч.

* Калій щавелекислый ч.

* Кислота аскорбінова х.ч.

* Кислота сірчана ч.д.а. (?=1,83).

* Кислота соляна ч.д.а. (?=1,19).

* Кислота сульфосалициловая х.ч.

* Кислота оцтова, крижана х.ч.

* Ксиленоловый помаранчевий ч.д.а.

* Натрій фосфат двузамещённый ч.

* Натрій тетраборнокислый ч.

2.3 Методики проведення экспериментов.

1. Нами розробила методику визначення виходу алюмінію і заліза з диатомита залежно від рН розчину вилучення.

Д. З. Орловим засвідчили, що з трансформації поверхневих шарів кристалічною ґрати алюмосиликатов і розчиненні мінералів гидроксида заліза в розчині з’являються разом із простими іонами Al3+и Fe3+ гидроксокомплексы перемінної основности [36, 28]. Концентрація і форми сполук алюмінію і заліза регулюються переважно ступенем кислотності чи щёлочности розчину [28, 126]. Їх склад парламенту й роль почвенно-химических процесах ще недостатньо вивчені, тому вважали за потрібне визначати вихід алюмінію і заліза з диатомита за концентрацією простих іонів, котрим розроблений ряд стандартних методик.

Щоб придушити реакції гідролізу цих елементів як розчину вилучення узяли 1 М розчин KCl — нейтральній солі, повністю диссоциирующей на іони в розчині і що надає впливом геть його реакцію. Потрібні значення рН розчину встановлювалися з допомогою сильноразбавленных розчинів соляної кислоти і аміаку.

Для проведення дослідів бралися навішення порошку нативного диатомита і диатомита, прокалённого в муфельній печі при 850 °C протягом 4 годин, масою 10 р. Зважування вироблялося на лабораторних терезах ВЛР-200. Навішення поміщали в 50 мл розчину з обмірюваним рН. Досвідченим шляхом було встановлено, що рН суспензії встановлюється приблизно протягом півгодини, цю цифру й було обрано як часу експозиції tэкс. Через 0,5 години постійного перемішування з допомогою апарату для струшування досліджувану суспензію пропускали через паперовий фільтр, потім визначали рН фільтрату і концентрації іонів Al3+и Fe3+.

(З Al3+ і З Fe3+).

За даними валового хімічного складу розраховувалися показники відносного виходу алюмінію і заліза з диатомита (у перерахунку.

на 100 р породи й у масових процентах).

2. З іншого боку, у серії дослідів досліджувалося поглинання нативным диатомитом алюмінію з розчину AlCl3 і вплив порошку на значення рН розчину. Розчин солі готувався як із робочих розчинів порівняння за методикою визначення алюмінію з ксиленоловым помаранчевим [32, 231].

(із першого М розчином KCl як розчинника запобігання гідролізу). Концентрація Al3+ у ньому становила 0,0086 мг/см3. Подкисляя і подщелачивая вихідний розчин з допомогою сильноразбавленных розчинів соляної кислоти і аміаку, ми маємо серію розчинів вилучення з такими відомими значеннями рН і концентрації алюминия.

Співвідношення маса порошка/объём розчину та палестинці час експозиції - самі, що з визначенні виходу алюмінію залежність від рН розчину вилучення. Пропустивши досліджувану суспензію через паперовий фільтр, проводили визначення рН фільтрату і концентрації у ньому іонів Al3+.

(З Al3+).

Визначення змісту алюмінію досліджуваних растворах.

Алюміній в розчині утворює комплекс з ксиленоловым помаранчевим червоного кольору., тому CAl3+ визначається за інтенсивністю фарбування, виникає при додаванні до аналізованої пробі розчину цього барвника. Щоб усунути заважає вплив іонів Fe3+, які теж здатні реагувати з ксиленоловым помаранчевим, перед окрашиванием розчину щодо нього доливають розчин аскорбінової кислоти, що відновлює залізо до трёхвалентного стану. Інтенсивність фарбування вимірюється оптичної щільністю D, що у своє чергу визначається концентрацією Al3+ в розчинах. Для виміру оптичної щільності використовують фотоэлектроколориметр КФК-2.

Попередньо готують і забарвлюють робочу шкалу розчинів порівняння для побудови каліброваної кривою, що відбиває залежність оптичної щільності розчину від вмісту у ньому алюминия.

Вихідний зразковий розчин алюмінію з СAl3+ 0,1 мэкв/см3.

(0,9 мг/см3), необхідний приготування зразкових розчинів, запасний окрашивающий розчин і розчин аскорбінової кислоти готують за методикою визначення алюмінію з ксиленоловым помаранчевим [32, 231].

Приготування зразкових розчинів алюминия:

а) вихідного: 0,450 р металевого алюмінію, зваженого з точністю 0,001 р, вміщують у мірну колбу місткістю 500 см³. Туди ж доливають 10 см³ розведеною соляної кислоти. Колбу закривають клапаном Бунзена і після припинення бурхливого виділення водню ставлять на киплячу водяну лазню до розчинення алюмінію. Потім колбу з розчином охолоджують і додають 37,5 р хлористого калію. Обсяг розчину доводять до мітки дистильованої водою і перемішують. Отриманий розчин містить 0,1 мэкв/см3 (0,9 мг/см3) алюмінію на вигляді іона Al3+ і може зберігатися в склянці з притёртой кришкою протягом месяца.

б) робочого: беруть 25 см³ вихідного зразкового розчину, доливають в мірну колбу на 250 см³, доводять обсяг до мітки 1 М розчином KCl. Концентрація Al3+ в отриманому розчині 0,09 мг/см3.

Приготування шкали зразкових розчинів алюминия.

Робочу шкалу розчинів порівняння у мірних колбах місткістю 100 см³, відбираючи мірною піпеткою такі обсяги робочого зразкового розчину, вказаних у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1.

Приготування шкали зразкових.

розчинів алюминия.

№ раствора.

Обсяг робочого р-ра, мл.

З Al3+, мг/см3.

0,0036.

0,0108.

0,0216.

Вміст колб доводять 1 М розчином KCl до мітки і старанно перемішують.

Приготування окрашивающих розчинів:

а) запасного: у кількості дистильованої води розчиняється 10.9 р уксуснокислого натрію, зваженого з похибкою трохи більше 0.1 р. Отриманий розчин заливають в колбу на 1000 мл, додають 500 мл дистильованої води та 58 мл концентрованої оцтової кислоти і перемішують. Потім додають розчинені у питній воді 0.4 р ксиленолового помаранчевого, зваженого з похибкою трохи більше 0.01 р і доводять дистильованої водою до метки.

б) робочого: він готується у вигляді розведення запасного окрашивающего розчину вп’ятеро дистильованої водой.

Робочий окрашивающий розчин і 0,02% розчин аскорбінової кислоти готують у день проведення опытов.

Реактивы:

1. алюміній металлический;

2. калій хлористий, 1 М раствор;

3. кислота аскорбінова, 0,02% - ный розчин;

4. кислота соляна, розведений (3:2) раствор;

5. робочий зразковий розчин алюмінію з CAl3+ 0,01 мэкв/см3;

6. робочий окрашивающий розчин з ксиленоловым оранжевым;

Хід определения.

До 2 см³ фільтрату додають 15 см³ розчину аскорбінової кислоти (реактиву 3) і вміст перемішують. Потім додають 15 см³ окрашивающего розчину (реактиву 6) і знову перемішують. Сталий забарвлення настає не раніше як за 2 години саме його прибавления.

Після завершення цього живуть фотометрирование досліджуваного розчину в кюветі з товщиною просвітчастого шару 1 див щодо шкали розчину порівняння № 1 при ?=540 нм.

Приготування і забарвлення, та був і фотометрирование робочої шкали розчинів порівняння проводиться у разі аналогічною схемою: 2 см³ розчину з шкали зразкових растворов+15 см3 реактиву 3+15см3 реактиву 6. Отримані значення D завдають на графік проти відповідних концентрацій алюмінію мг/см3, на основі цих даних будується калибровочная крива, через яку й CAl3+ в фильтратах.

Похибка виміру оптичної щільності на КФК-2 становить 0,5% (±0,005).

Визначення вмісту заліза й у досліджуваних растворах.

Сульфосалициловая кислота утворює з солями заліза забарвлені комплексні сполуки, причому у слабокислой середовищі вона реагує тільки з іонами Fe3+ (червоне забарвлення). Концентрація заліза (III) в фильтратах визначається за інтенсивністю фарбування, виникає при додаванні до аналізованої пробі розчину цього барвника. Інтенсивність фарбування вимірюється оптичної щільністю D, що у своє чергу визначається концентрацією Fe3+ в розчинах. Для виміру оптичної щільності використовують фотоэлектроколориметр КФК-2.

Слабокислая реакція в досліджуваної пробі створюється з допомогою розбавлених розчинів соляної кислоти і аміаку.

Попередньо готують і забарвлюють робочу шкалу розчинів порівняння для побудови каліброваної кривою, що відбиває залежність оптичної щільності розчину від вмісту у ньому заліза.

Стандартний розчин заліза з СFe3+ 0,1 мг/см3, необхідний приготування зразкових розчинів, готують відповідно до методики визначення змісту трёхвалентного заліза сульфосалициловым методом [34, 96].

Приготування стандартних розчинів железа:

а) запасного: розчиняють 0.8634 р железо-аммонийных квасцов.

Fe (NH4) (SO4)2(12 H2O в мірною колбі місткістю 1 л у кількості дистильованої води, додають 10 мл міцної сірчаної кислоти і доводять обсяг розчину до мітки; 1 мл розчину содержит.

0.1 мг Fe.

б) робочого: 50 мл запасного стандартного розчину розбавляють до 1 л дистильованої водою, щоразу готують свіжий розчин; 1 мл розчину містить 0.005 мг железа.

Приготування шкали стандартних розчинів железа.

У мірні колби ємністю 50 мл відмірюють від 0 до 20 мл робочого стандартного розчину заліза і доводять обсяги дистильованої водою до метки.

Реактивы:

1. аміак, розведений (2:3) раствор;

2. кислота соляна, розведений (3:2) раствор;

3. робочий стандартний розчин заліза з CFe3+ 0,005 мг/см3;

4. сульфосалициловая кислота, 10%-ный раствор;

Хід определения.

У колбу ємністю 50 мл наливають 20 мл аналізованого розчину, потім додають піпеткою 2 мл розчину сульфосалициловой кислоти і залежно від рН фільтрату, розчин соляної кислоти чи аміаку; потім вміст колби старанно перемішують. Через 10 хв оптичну щільність пофарбованого розчину вимірюють з допомогою КФК-2 на довжині хвилі ?=536—540 нм.

Приготування і забарвлення, та був і фотометрирование робочої шкали розчинів порівняння проводиться у разі аналогічною схемою: 20 см³ стандартного розчину + розчин сульфосалициловой кислоти та інші реактиви. Отримані значення D завдають на графік проти відповідних концентрацій заліза в мг/л, на основі цих даних будується калибровочная крива, через яку визначають зміст трёхвалентного заліза в фильтратах. Якщо значення оптичної щільності досліджуваного розчину виходить поза межі, зазначені на графіці, пробу слід розбавити і започаткувати повторне фотометрирование.

Похибка виміру оптичної щільності на КФК-2 становить 0,5% (±0,005).

Таблиця 2.4.

Залежність оптичної щільності розчинів порівняння від концентрації іонів Fe3+.

№ раствора.

З Fe3+, мг/л.

0,5.

1,0.

1,5.

2,0.

D.

0,014.

0,030.

0,035.

0,050.

Визначення значення рН досліджуваних растворов.

В усіх життєвих перелічених вище дослідах разом із визначенням концентрацій іонів Al3+ і Fe3+ в досліджуваних розчинах вивчалося вплив порошку диатомита на реакцію розчину. Проводилось вимір значень рН розчинів вилучення й фильтратов потенциометрическим методом, і далі обчислювалося? рН по формуле:

?рН=рНисх-рНф, де рНисх — значення рН розчину извлечения,.

рНф — значення рН фильтрата.

Заміри рН проводилися з допомогою лабораторного рН-метра ЛПУ-01 з хлорсеребряным і скляним електродами відповідно ролі електрода порівняння і вимірювального электрода.

Потрібне значення рН розчину вилучення буде в діапазоні від 1 до 13 встановлювалося шляхом додатку до 1 М розчину хлористого калію розбавлених розчинів соляної кислоти чи аммиака.

Налаштування рН-метра проводилася за буферным розчинів з рН 1.68 (0,05 М розчин тетраоксалата калію), 6,86 (0,025 М розчин калію фосфорнокислого однозамещённого і 0,025 М розчин натрію фосфорнокислого двузамещённого) і 9,18 (0,01 М розчин натрію тетраборнокислого).

Похибка виміру рН:

буде в діапазоні рН 2−14 — ±0,04.

буде в діапазоні рН -2−14 — ±0,40.

2.4 Результати досліджень, і обсуждение.

Валовий хімічний склад досліджуваного диатомита.

За даними рентгеноспектрального аналізу диатомит Инзенского родовища, що послужив матеріалом нашим досліджень, має хімічний склад, приведений в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5.

Щодо хімічного складу диатомита Инзенского родовища Ульяновської области.

Зміст, в % на суху породу.

У порівняні з цифрами, приведёнными у літературі, партія характеризується підвищеним змістом кремнезёма (90,2% проти 88,15% за даними У. Р. Дистанова; див. таблицю 1.1). Зміст полуторных окислів — не більше среднего.

Маючи даних про змісті глинистого матеріалу в породі, наведені У. Р. Дистановым та інші авторами [25, 27], вважатимуться ці цифри непрямим підтвердженням високого змісту опалового кремнезёма в породі.

За підсумками даних був розрахований, що у 100 р диатомита загалом міститься 2,83 р Al і 1,127 р Fe.

Вихід алюмінію з диатомита залежно від значення рН розчину извлечения.

А) У результаті серії експериментів було встановлено, що нативний диатомит стає джерелом алюмінію лише за рН розчину вилучення менш 5,72 (±0,04) (інтервал значень рНисх 1 — 10), і з зменшенням значення рН вихід алюмінію розчин возрастает.

У) Для диатомита, прокалённого при 850 °C, поява Al3+ в розчині зазначалося при рН.

Дані, відбивають залежність CAl3+ в фильтрате від рН розчину вилучення, наведені у таблицях 2.6 і 2.7 і відбиті на графіках, представлених на малюнках 2.1 і 2.2.

У породі Al2O3 перебуває у пов’язаному стані складі кристалічною ґрати глинистих мінералів — гидрослюды і монтмориллонита.

Численні дослідження механізму взаємодії шаруватих алюмосиликатов з протонами показують, що з них практично неможливо отримати у моноионной Н±форме, оскільки вони спонтанно і вирішив негайно стають насиченими Al [36, 98], тобто у них вона обіймає обмінні позиції і може переходити в розчин.

Д. З. Орлов, Т. А. Соколова та інших. пояснюють цього факту руйнацією кристалічною ґрати мінералів, у ході реакцій протонирования (див. рис. 1.8.). При дії на кристаллиты кислих водних розчинів (у природі чи лабораторії) катиони підстав Mex+ витісняються і заміщуються на іони H+. Передусім протони реагують з гидроксильными групами октаэдрического шару, які перебувають її бічних сколах. Але, маючи достатньо малий радіус, вони порівняно легко мігрують всередину кристалічною ґрати, і навіть можуть взаємодіяти з ОН-группами, розташованими «дно якої» гексагональных порожнин тетраэдрической сітки, якщо глинистий мінерал характеризується рухомий гратами. У гидрослюде калій ніяк не витісняється зі своїх обмінних позицій, зв’язок між пакетами досить міцна, тому при слабкоі среднекислом рН розчину взаємодію Космосу з протонами обмежена поверхневими верствами кристалічною решётки.

Через війну таких реакцій іон Al3+, котрий обіймав центральну позицію у алюмогидроксильном октаэдре, перетворюється на іон Al (OH)2+ чи Al (OH)2+. Структура октаэдра порушується, і іони алюмінію набувають спроможність до обміну. Завдяки избытку іонів H+ і Cl? в розчинах вилучення весь алюміній перетворюється на форму простого іона Al3+, і катиони K+ витісняють їх у раствор.

Лабораторні експерименти і польові засвідчили, що насичення грунтового поглотительного комплексу обмінним алюмінієм та розвитку процесу подзолообразования пов’язані з руйнацією алюмосиликатов навіть за слабокислой реакції грунтового розчину [28, 140]. Через війну виснаження буферної ёмкости грунтів і тенденції зниження рН до величини менш 4,2 кількість рухомого алюмінію різко зростає [4, 23], зокрема і поза рахунок вищеописаних процесів. Оскільки наші засвідчили значне зростання CAl3+ в фильтратах при 15,72 не зазначалося його вилуговування з породи, що також цілком узгоджується з літературними даними щодо поведінки алюмінію почве.

При прокаливании диатомита відбувається часткове руйнація алюмосиликатов і Al2O3 в неактивне стан: він вводиться до складу силікатної плівки лежить на поверхні частинок, стійкою до впливу протонів [20, 45]. Тож алюмінію з термоактивированного диатомита відзначався при меншому, ніж для нативного диатомита рН.

Вихід заліза з диатомита залежно від значення рН розчину извлечения.

А) Вихід заліза з нативного диатомита також відзначався лише за кислої реакції розчину вилучення (17 — 8 розчинність кремнезёма починає помітно зростати [3, 66]. Як зазначено Р. Айлером, реакції гідратації і деполимеризации походять з участю гидроксил-ионов (див. рис. 1.3), але за рН10,7 кремнезём весь розчиняється із заснуванням силикат-ионов, що зумовлює зниженню концентрації гидроксил-ионов в розчині извлечения.

При термічної активації відбувається часткова дегидратация силанольной поверхні аморфного кремнезёма й у її регидратации потрібно багатоденне витримування зразків у нейтральному водному розчині [3, 915]. Це значно послаблює буферне дію опалової складової диатомита, прокалённого при 850 °C. Часткове руйнація алюмосиликатов знижує адсорбцію протонів з участю і змінює значення показників виходу заліза і алюмінію. У цілому нині диатомит, прокалённый при 850 °C, має менш вираженим буферным дією проти нативным.

Вплив порошку нативного диатомита на концентрацію Al3+ в розчині AlCl3 залежно від значення рН розчину вилучення.

У присутності порошку нативного диатомита відбувалося помітне зниження концентрації алюмінію розчині AlCl3 з вихідної CAl3+ 0,0086 мг/см3 і встановленими значеннями рН:

* рНисх 1,4−4,9 — зазначалося значне зменшення алюмінію фильтрате проти розчином вилучення до CAl3+ =0 при рН 4,9;

* рНисх 4,9−12,4 — було зафіксоване присутність іонів Al3+ в досліджуваних розчинах, з максимальною концентрацією 0,0038 мг/см3 при рН 8,29;

* рНисх 12,38 — CAl3+ в фильтрате дорівнює нулю.

Підвищення концентрації досліджуваного іона в фильтрате по срав;

нению з розчином вилучення зазначалося лише за рН.

Дані, відбивають вплив нативного диатомита на значення CAl3+ в фильтрате залежно від рН розчину вилучення, наведені у таблиці 2.17 і відбиті на графіці, наведеному малюнку 2.12.

Таблиця 2.17.

Вплив нативного диатомита на значення CAl3+ в фильтрате залежно від значення рН розчину извлечения:

Різке зменшення концентрації досліджуваного іона в фильтратах при рНисх.

Ульріхом [48, 708] засвідчили, що з рН 4,2−5,0 витіснення Al з кристалічних ґрат мінералів супроводжується освітою полімерних аквагидроксокомплексов алюмінію, котрі посідають їх обмінні позиції. Не виключено, що цим пояснюється зниження поглинання диатомитом іонів Al3+ з розчину при рНисх 4,90−8,29. До того ж подщелачивание розчину вилучення сприяє активізації гідролізу, а які утворюються в розчині катиони Al (OH)x3-x не можна визначити по обраної нами методиці. За більш лужної реакції середовища весь алюміній розчину перетворюється на форму комплексних іонів перемінної основности і активна поглинається порошком диатомита.

Список літератури.

1. Айлер Р. Колллоидная хімія кремнезёма і силікатів: Пер. з анг. -.

— М.: Госстройиздат, 1959. — 288 с.

2. Айлер Р. Хімія кремнезёма: Пер. з анг. У 2-х частинах, ч.1 -.

— М.: Світ, 1982. — 416 c.

3. Айлер Р. Хімія кремнезёма: Пер. з анг. У 2-х частинах, ч.2 -.

— М.: Світ, 1982. — 706 c.

4. Антонова М. Б. Міжнародний проект «Хімічна бомбу уповільненої дії» // Проблеми довкілля та природних ресурсів. Вип. 2. — М.: ВІНІТІ, 1995. — З. 20 — 32.

5. Боброва Є. До., Бобров А. А. Мінеральні новоутворення діоксиду кремнію в рослинах і грунті // Мінералогія життя й: биоминеральные взаємодії. — Сиктивкар: Ин-т геології Комі, 1996. — З. 50.

6. Биков У. Т. структура і адсорбционные властивості природних сорбентів // Природні сорбенти / Відп. ред. У. Т. Биков. — М.: Наука, 1967. — 187 з.

7. Вернадський У. У. Биогеохимическая роль алюмінію і кремнію у ґрунтах // Праці з біогеохімії і геохімії грунтів. — М.: Наука, 1992. — 437 с.

8. Власов У. У., Дистанов У. Р. Про склад кремнезёма кременистих порід палеогену Середнього Поволжя // Доповіді АН СРСР. Т. 128. — № 6. -.

— 1959. — З. 114 — 116.

9. Воронков М. Р. та інших. Кремній життя й: біохімія, фармакологія і токсикологія сполук кремнію. / М. Р. Воронков, Р. І. Зелчан,.

Еге. Я. Лукевиц. — Рига: Зинанте, 1978. — 587 с.

10. Воронков М. Р., Кузнєцов І. Р. Земне кремнієва життя // Хімія життя й. — 1984. — № 12. — З. 95 — 99.

11. Воронков М. Р., Кузнєцов І. Р. Кремній на живу природі. — Новосибірськ: Наука, 1984. — 157 с.

12. Геологія й придатні копалини мезо-кайнозойских відкладень Ульяновської області / Під ред. А. П. Дедкова. — Казань, 1964. -334 з.

13. Грег З., Синг До. Адсорбція, питома поверхню, пористість:

Пер. з анг. — М.: Світ, 1984. — 310 с.

14. Дистанов У. Р. Геолого-промышленные типи родовищ осадових кременистих порід СРСР. Критерії їх прогнозу та пошуків // Происхож;

дение і практичне використання кременистих порід:

Рб. ст. АН СРСР / Відп. редактори У. М. Холодів, У. І. Седнецкий. -.

— М.: Наука, 1987. — З. 157 — 167.

15. Добровольський У. У. Основи біогеохімії: Учеб. посібник для геогр., биол., с-х. спец. вузів. — М.: Вища школа, 1998. — 413 с.

16. Єрмолаєв А. А. Кремній сільському господарстві. — М.: Линф, 1992. — 256 с.

17. Жузе А. П. Крем’янисті опади у сприйнятті сучасних озёрах. // Геохімія кремнезёма: Рб. ст. АН СРСР / Відп. ред. М. М. Страхів. -.

— М.: Наука, 1966. — З. 301 — 314.

18. Іванов І. А. Діатомова земля Ульяновської області // Вісник Середнього Поволжя. — 1925. — № 8 — 9. — З. 137 — 144.

19. Використання сполук кремнію сільському господарстві / У. М. Дьяков,.

У. У. Матыченков, У. А. Чернишов, Я. М. Аммосова // Актуальні питання хімічної науку й технологій і охорони навколишнього середовища. Вип. 7. — М.: НИИТЭХИМ, 1990. — 32 с.

20. Каглер М., Воборский Я. Фільтрування пива. -.

— М.: Агропромиздат, 1986. — 279 с.

21. Каледа Р. А. Основні риси еволюції кременистого накопичення опадів // Геохімія кремнезёма: Рб. ст. АН СРСР / Відп. ред. М. М. Страхів. -.

— М.: Наука, 1966. — З. 369 — 385.

22. Кельцев М. У. Основи адсорбційної техніки. М.: Хімія, 1984. — 512 с.

23. Кнорре Д. Р., Крилова Л. Ф., Музикантів У. З. Фізична хімія: Підручник для биол. ф-тов університетів і пед. вузів. — 2-ге вид., испр. і доп. — М.: Вищу школу, 1990. — 416 с.

24. Ковда У. А. Біогеохімія грунтового покрову / Відп. ред. Про. У. Зонн. -.

— М.: Наука, 1985. — 263 з.

25. Крем’янисті породи СРСР / Відп. ред. У. Р. Дистанов. — Казань: Татарське книжкове видавництво, 1976. — 412 с.

26. Лопаткін А. А. Теоретичні основи фізичної адсорбції. М.: Вид-во МДУ, 1983. — 344 с.

27. Надольский Про. До. Диатомиты, трепелы і опоки Ульяновської області // Краєзнавчі записки Ульяновського краєзнавчого музею. Вип 2. -.

— 1958. — З. 319 — 329.

28. Орлов Д. З. Хімія грунтів. — М.: Вид-во МДУ, 1992. — 400 с.

29. Оспанова М. До. Нескелетное і скелетное биоминералообразование історія Землі // Мінералогія життя й: биоминеральные взаємодії. — Сиктивкар: Ин-т геології Комі, 1996. — З. 58.

30. Петров У. П. Практичне значення кременистих гірських порід // Проис;

ходіння і практичне використання кременистих порід:

Рб. ст. АН СРСР / Відп. редактори У. М. Холодів, У. І. Седнецкий. -.

— М.: Наука, 1987. -168 — 172 з.

31. Ґрунтознавство / І. З. Кауричев, М. П. Палос, І. М. Розов та інших.;

Під ред. І. З. Кауричева. — 4-те вид., перер. і доп. -.

— М.: Агропромиздат, 1989. — 716 с.

32. Практикум по агрохімії / Б. А. Ягодин, І. П. Дерюгіних, Ю. П. Жуков та інших.; Під ред. Б. А. Ягодина. — М.: Агропромиздат, 1977. — 512 с.

33. Рохов Ю. Д. Світ кремнію: Пер. з анг. — М.: Хімія, 1990. — 147с.

34. Посібник із хімічному і технологічного аналізу води. -.

— М.: Стройиздат, 1973. — 273 з.

35. Симонов Р. А. Органо-минеральные комплекси грунтів — проблеми діагностики // Мінералогія життя й: биоминеральные взаємодії. — Сиктивкар: Ин-т геології Комі, 1996. — З. 62 — 63.

36. Соколова Т. А. Хімічні основи меліорації кислих грунтів. -.

— М.: Вид-во МДУ, 1993. — 180 з.

37. Соколова Т. А., Дронова Т. Я. Зміна грунтів під впливом кислотних випадань. — М.: Вид-во МДУ, 1993. — 64 з.

38. Тарасевіч Ю. І. Высокодисперсные мінеральні адсорбенти // Журнал Всесоюзного хімічного суспільства. — 1989. — № 2. — З. 61 — 69.

39. Хімічні основи буферности грунтів / Т. А. Соколова, Р. У. Мотузова, Т. Д. Обухівська. — М.: Вид-во МДУ, 1991. — 108 з.

40. Хмельницький Р. А. Фізична і колоїдна хімія: Підручник для с.-х. cпец. вузів. — М.: Высш. шк., 1988. — 400 с.

41. Холодів У. М. Еволюція кремненакопления історія Землі // Походження і практичне використання кременистих пород:

Рб. ст. АН СРСР / Відп. редактори У. М. Холодів, У. І. Седнецкий. -.

— М.: Наука, 1987. — З. 31 — 49.

42. Шуменко З. І. Роль биогенного чинника в кремненакоплении // Походження і практичне використання кременистих порід:

Рб. ст. АН СРСР / Відп. редактори У. М. Холодів, У. І. Седнецкий. -.

— М.: Наука, 1987. — З. 61 — 72.

43. Diatoms // internet.

44. Diatoms industrial use: diatomaceous earth as an insecticide // internet.

45. Hench L., West J. The sol — gel process // Chem. Rev. — 1990. — V. 90. -.

— P. 33 — 72.

46. Kemp A., Pearce R., Koizumi I. The role of mat-forming diatoms in the formation of Mediterranean sapropels // Nature. — 1999. — V. 398. -.

— P. 57 — 60.

47. Tracy A. Willareal, Cynthia Pilskan, Mark Brzezinski. Upward transport of oceanic nitrate by migrating diatom mats // Nature. — 1999. — V. 397. -.

— P. 423 — 424.

48. Ulrich B. Natural and anthropogenic components of soil acidification // Leit. Pflanzenern. Bodenkunde. — 1986. — V. 149. — P. 707 — 717.