Большая техническая энциклопедия
2 3 8 9
U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ПА ПЕ ПИ ПЛ ПМ ПН ПО ПР ПС ПУ ПЫ ПЬ ПЯ

Палыгорскит

 
Палыгорскит отличается волокнистым строением. Вершины тетраэдров попеременно обращены в противоположные стороны и образуют двойные зубчатые слои, скрепленные с октаэдрическими цепями, также тянущимися вдоль оси с и включающими в себя гидроксилы: Хорошая спайность вдоль оси волокна обусловлена слабой связью кремне-кислородных цепей кислородными мостиками. Промежутки между амфиболовыми цепями образуют каналы диаметром 3 7 - - 6 А, вмещающие до четырех молекул воды.
Палыгорскит слабо набухает в органических средах.
Палыгорскит - этот минерал в зарубежной практике бурения широко используется под названием аттапульгит. Отвечает формуле ( OH2) 4 ( OH) 2Mg53i8020 - 4H20, где магний в значительной степени замещен алюминием.
Палыгорскит характеризует способность почти одинаково хорошо набухать в пресной и соленой воде, поэтому он может применяться в качестве структурирующего компонента сильноминерализованных буров. Палыгорскит представляет собой водный алюмосиликат магния с волокнистым строением.
Палыгорскит был детально изучен А. Е. Ферсманом, который выделил несколько его разновидностей.
Палыгорскит отличается волокнистым строением и углублением основных адсорбционных позиций во внутрикристаллические каналы, что обусловливает его способность одинаково хорошо набухать и разводиться как в пресной, так и в насыщенной солью воде. Суспензии палыгорскита обладают особой устойчивостью к действию соли.
Палыгорскит отличается волокнистым строением и углублением основных адсорбционных позиций во внутрикристал-лические каналы, что обусловливает его способность одинаково хорошо набухать и диспергировать как в пресной, так и в насыщенной солью воде. Суспензии палыгорскита обладают особой устойчивостью к действию соли.
Палыгорскит - солестойкая глина, при небольшом расходе, порядка 100 кгс на 1 м3 глинистого раствора, распускается в глинистом растворе, насыщенном солью, с образованием структуры.
Общий вид термограммы. Палыгорскит имеет наибольшие значения количества адсорбционно-связанной воды и эффективной удельной поверхности. Вода в палыгорските связана в основном активными электроотрицательными центрами ( группами ОН, атомами кислорода) и обменными ионами, расположенными на поверхности каналов кристаллов.
Палыгорскит ( аттапульгит) - водный алюмосиликат магния, имеющий слоисто-ленточное строение.
Палыгорскит имеет небольшую обменную емкость ( 0 2 - 0 3 моль / кг) и жесткую структурную решетку, поэтому адсорбирует воду, не увеличиваясь в объеме. Характер взаимодействия палыгорскита с пресной и соленой водой одинаков.
Палыгорскит обладает такими же высокими теплотами смачивания, как и монтмориллонит, хотя значительно ( в 2 5 раза) уступает ему по ионообменной способности.
Палыгорскит - магниевый алюмосиликат - образует самую прочную суспензию при замещении обменного комплекса на катион магния, наиболее совершенно заполняющий вакансии разорванных связей в местах нарушений кристаллической структуры, особенно в участках разрушения цеолитоподобных каналов. Удельная энергия связи остальных монокатионных суспензий следует общей закономерности величин радиусов ионов. Наиболее прочная суспензия палыгорскита относится к третьему структурно-механическому типу.
Палыгорскит значительно интенсивнее, чем все другие глинистые минералы, реагирует с гидроокисью кальция и химическое взаимодействие начинается при значительно меньших концентрациях извести.

Минерал палыгорскит со слоисто-ленточной кристаллической структурой образует игольчатые и планковид-ные кристаллики с цеолитоподобными каналами. Дефекты кристаллической структуры палыгорскита заключаются главным образом в разрушении связей на углах, ребрах и гранях ( при обнажении каналов) частиц.
Если палыгорскит постоянно насыщать ионами натрия, кальция, магния, то нельзя добиться очень значительных изменений структурно-механических свойств его водных суспензий, о чем свидетельствует неизменность структурно-механического типа.
Если палыгорскит насыщать ионами натрия, кальция, магния, то нельзя добиться значительных изменений структурно-механических свойств его водных суспензий, о чем свидетельствует неизменность структурно-механического типа.
Минерал палыгорскит со слоисто-ленточной кристаллической структурой образует игольчатые и планковид-ные кристаллики с цеолитоподобными каналами. Дефекты кристаллической структуры палыгорскита заключаются главным образом в разрушении связей на углах, ребрах и гранях ( при обнажении каналов) частиц.
Обработка палыгорскита при давлении 200 атм в дистиллированной воде в течение 6 час вызывает по данным рентгенографического исследования ( рис. 8) частичный переход в монтмориллонит, что четко видно по сдвигу базального рефлекса от 10 4 до 16 0 А. Обработка при 450 атм в течение того же времени дает полное превращение в монтмориллонит. В то же время присутствие СаС12 уже при 200 атм за 6 час вызывает полный переход палыгорскита в монтмориллонит.
Модифицирование палыгорскита сопровождается заметным ростом агрегатов из игольчатых кристаллов и уменьшением плотности упаковки игл в агрегатах. Сравнение электронных микрофотографий, полученных при больших увеличениях ( х 10 000), показывает, что внутриагрегатная пористость палыгорскита в процессе модифицирования меняется незначительно, лишь заметно увеличивается межагрегатная пористость.
Пористость палыгорскита в процессе модифицирования меняется незначительно, при этом наблюдается заметный рост агрегатов из игольчатых кристаллов и уменьшение плотности упаковки игл в агрегатах.
У палыгорскита кристаллическая структура не изменяется под действием высоких температур. Об этом свидетельствует картина рентгенографического и дифференциально-термического анализов. Поэтому этот минерал образует наиболее устойчивые к гидротермальному воздействию пространственные коагуляционные структуры.
Применение палыгорскита в сочетании с КМЦ-500 и ФЭС-1 позволило полностью ликвидировать осложнения, возникшие в стволе этой скважины при длительной остановке, приступить к ее углублению, провести электрометрические работы ( которыми на глубине 4440 м была зафиксирована температура 180 С), спустить и зацементировать 152-мм колонну.
Кристаллы палыгорскита состоят из двойных цепочек ( лент) кремниевокислородных тетраэдров. Обе ленты соединяются между собой катионами: магнием, алюминием или железом.
Для палыгорскита некоторые общие для глин и глинопорошков методы испытаний ( тонкость помола, содержание песка) видоизменены с учетом специфики строения его частиц и, кроме того, предусматривается контроль некоторых показателей, отражающих его целевое назначение, в частности, отстой соленасыщенной суспензии.
Обработка палыгорскита при давлении 200 атм в дистиллированной воде в течение 6 час вызывает по данным рентгенографического исследования ( рис. 8) частичный переход в монтмориллонит, что четко видно по сдвигу базального рефлекса от 10 4 до 16 0 А. Обработка при 450 атм в течение того же времени дает полное превращение в монтмориллонит. В то же время присутствие СаС12 уже при 200 атм за 6 час вызывает полный переход палыгорскита в монтмориллонит.
Диаграмма развития деформаций в водных дисперсиях искусственных смесей каолинита ( К и палыгорскита ( П.| Диаграмма развития деформаций в водных дисперсиях искусственных смесей каолинита ( К и монтмориллонита ( М. Добавки палыгорскита к каолиниту весьма значительно снижают прочность системы.
Дисперсии палыгорскита, монтмориллонита и гидрослюды после магнитной обработки ( время структурирования равно нулю) с увеличением продолжительности магнитных - воздействий образуют коагуляционные структуры с постепенно понижающимся развитием относительных пластических деформаций. Системы со временем структурирования 24 ч повышают развитие пластических деформаций. Это связано с перестройкой ориентированных элементов структуры после 24 ч статического покоя применительно к плоскопараллельному расположению частиц, а также с усилением эффекта ориентации частиц дисперсной фазы в первом случае и с его более резким спадом с увеличением длть тельности магнитных воздействий - во втором.

Паста палыгорскита, относящаяся к пятому структурно-механическому типу, после обработки, произведенной таким образом, что наибольшие оси частиц расположились в параллельных плоскостях, при деформировании в направлении, параллельном этим плоскостям, переходит в третий, а при деформировании в перпендикулярном направлении-в четвертый структурно-механический тип.
Присутствие палыгорскита в дисперсиях цемента влияет на процесс гидратации клинкера. При определенных условиях это сильнее сказывается на скорости гидратации вяжущего либо на составе и дисперсности новообразований. Скорость гидратации цемента изменяется за счет протекания в системе обменных реакций.
Кинетика поглощения Са ( ОН2 палыгорскитом из первоначально насыщенного раствора. Образцы палыгорскита, обработанные известью по этому способу, были исследованы методами ДТА ( рис. 65) и калориметрическим.
Обработка палыгорскита известью, произведенная по первому способу, приводит к уменьшению тепловых эффектов, выделяющихся при смачивании образцов водой. Уменьшениетеп-лот смачивания палыгорскита, обработанного известью, происходит за счет действия двух факторов - уменьшения доступной для адсорбции поверхности минерала ( агрегация в пачки, частичное смыкание цеолитных каналов) и изменения природы поверхности минерала в результате взаимодействия с известью. Неоднородность поверхности связана с наличием активных центров различной природы - октаэдрические катионы на боковых стенках каналов, обменные катионы, атомы кислорода на внутренней поверхности каналов и на внешней поверхнос-сти игольчатых частичек минерала, гидроксильные группы, специфика геометрии самой поверхности палыгорскита. Наиболее вероятно, что многие из этих адсорбционных центров, особенно кислотного характера, вначале поверхностного взаимодействия с гидроокисью кальция блокируются. При этом новообразования обладают меньшей энергетической активностью. Такой вывод кажется вполне закономерным, если учесть падение интенсивности эндоэффектов на термограммах палыгорскита обработанного известью. Таким образом, снижение интенсивности перечисленных эндоэффектов, наряду с уменьшением теплот смачивания, свидетельствует о преимущественном взаимодействии Са ( ОН) 2, прежде всего, по энергетически наиболее выгодным центрам внешней и внутренней поверхности минерала. Очень интересно, что, несмотря на снижение энергетической активности поверхности палыгорскита, в результате частичного блокирования первичных центров неоднородности поверхности, общее количество связанной воды не уменьшается и выделение ее идет за счет дегидратации гидратных новообразований.
Набухание палыгорскита в водных растворах СаС12 практически не меняется. Набухание бентонита резко уменьшается в растворах СаС12 0 5 % - ной концентрации, при 2 % - ной концентрации величина набухания бентонита изменяется незначительно, а период набухания резко снижается - в 3 - 5 раз.
Обработка палыгорскита при давлении 200 атпм в дистиллированной воде в течение 6 час вызывает по данным рентгенографического исследования ( рис. 8) частичный переход в монтмориллонит, что четко видно по сдвигу базального рефлекса от 10 4 до 16 0 А. Обработка при 450 атпм в течение того же времени дает полное превращение в монтмориллонит. В то же время присутствие СаС12 уже при 200 атм за 6 час вызывает полный переход палыгорскита в монтмориллонит.
У катионза-мещенного палыгорскита кристаллическая структура и гидрофильные свойства изменяются незначительно.
К палыгорскиту относятся спутанноволокнистые разновидности с небольшой плотностью. Образуется при выветривании относительно богатых магнием горных пород. Встречается иногда в виде довольно мощных залежей.
В палыгорските очень мало замещенных катионов, поэтому поверхностный заряд на частицах невелик.
Схематическое изображение мотива структуры некоторых глинистых. В палыгорскитах часть кремния замещается алюминием в тетраэдрах и часть алюминия в октаэдрах - магнием. Эти замещения в допустимых пределах компенсируются из обменных положений кальцием и магнием.
Ферсману, палыгорскиты имеют переменный состав, являясь переходом от чисто магнезиального силиката - сепиолита к алюмосиликату - парамонтмориллониту. Богатые алюминием минералы называют а - и ( З - палыгорскитами, богатые магнием а-и ( 3-пилолитами.
КССБ-2, палыгорскит и др. Однако эти материалы в различных комбинациях не всегда обеспечивает требуемый эффект, а из-за высокой стоимости их и значительного расхода существенно увеличивается стоимость бурения скважин.
Насыщение суспензий палыгорскита хлористым натрием вызывает присущую этому минералу скрытую коагуляцию, что подтверждается резким уменьшением наибольшей пластической вязкости и повышением величин условного статистического предела текучести. Дисперсии, продолжая характеризоваться критериальными значениями структурно-механических характеристик, переходят в IV структурно-механический тип и закономерно понижают ( в допустимых пределах) свою устойчивость за счет увеличения доли контактов ребро - плоскость и плоскость - плоскость между глинистыми частицами под действием электролита.

Рассматривая применение палыгорскита, следует подчеркнуть, что его гомоионные формы характеризуются значительно меньшей чувствительностью к действию электролитов, чем это наблюдается у монтмориллонита.
Обменная емкость палыгорскита 30 - 40 мг-экв / 100 м глины.
В структуре палыгорскита ( рис. 7.50) имеются двойные кремнекислород-гые цепи, образующие ленты, аналогичные амфиболовым. Эти тенты соединяются общими ионами кислорода. Катионные ленты: вязаны между собой сдвоенными тетраэдрическими слоями. Окта-дрические ленты параллельны тетраэдрическим слоям. Молекулы юды заполняют продольные каналы между амфиболовыми и ок-аэдрическими лентами.
Водоотдача суспензий палыгорскита в пресной воде сравнительно велика ( 20 - 30 см3), но при добавке солей она, в отличие от обычных глинистых растворов, не возрастает. Поэтому при не очень высоком требовании к водоотдаче раствор палыгорскито-иого порошка может применяться без дополнительной химической обработки.
Обменная емкость палыгорскита невысока ( 20ч - 30) 10 - 3 моль на 100 г глины, что объясняется трудностью обмена ионов, прочно связанных с элементами структуры внутри цеолитоподобнык каналов, на долю которых приходится значительная часть поверхности минерала. Частицы палыгорскита имеют игловидную форму: длина 1 1 - 0 6, ширина 0 015 - 0 035, толщина 0 005 - 0 015 мкм. Межчастичное взаимодействие обусловлено механическим зацеплением игольчатых частиц. В связи с этим при производстве порошков необходимо стремиться сохранить игольчатую форму частиц.
Диаграмма развития деформаций в водных дисперсиях глин и глинистых минералов ( концентрация дисперсной фазы 14 - 46 %.| Зависимость основных структурно-механических характеристик водных дисперсий глин и глинистых минералов от концентрации дисперсной фазы. Обозначения те же, что и на 106. Заштрихована область необходимых значений для устойчивого состояния водных дисперсий. Слоисто-ленточная структура палыгорскита, его высокая дисперсность и гидрофильность определяют большую прочность фиксации частичек игольчатой формы и значительную устойчивость системы глина - вода.
У Fe-формы палыгорскита наблюдается увеличение параметров Ь0 и Со, что свидетельствует, вероятно, о количественном увеличении в октаэдрических положениях ионов Fe3, и естественно в этом случае предполагать, что ионы Fe3 могут проникать туда из обменных положений, увеличивая в усредненной элементарной ячейке размеры ее параметров.
Устойчивость суспензий палыгорскита при катионном обмене изменяется в значительно меньших пределах, чем у каолинита и монтмориллонита.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11