沸石与酸性水溶液反应的动力学机制

利用连续搅拌筒反应器(CSTR)对天然沸石与酸性水溶液的反应动力学进行研究,通过改变流速、pH值等参数,对反应速率进行计算和比较.同时利用二次离子质谱(SIMS)、扫描电镜(SEM)对反应后的沸石表面进行分析研究.实验结果表明,沸石中的Si、Al、Na的释放速率在多数情况下不相同,沸石的溶解为不一致溶解作用.25℃、1.01×105Pa条件下,硅的释放速率为:在pH=2.45溶液中反应时,-rSi=kS(aH+)1.25/(aSi)0.60;在pH=3.26溶液中反应时,-rSi=kS(aH+)1.50/(aSi)0.25(S为矿物材料的表面积).SIMS研究显示,天然沸石与酸性水溶液的反应中,在沸石表面Si、Al、Na在100nm的厚度范围内,随着离表面距离的改变,在近表面范围内Na、Al大量淋失,有H+浸入.此外,SEM分析结果显示,天然沸石与纯水及酸性水溶液反应后,表面形貌显著不同.

水热蚀变分带和矿物-水化的反应动力学过程

笔者重点介绍在22 MPa、在25～400℃范围的钠长石在水和KCI溶液里溶解反应动力学实验结果.并试图应用这一实验结果解释水热蚀变的形成机制。钠长石与水溶液反应动力学实验是在开放体系的流动反应器(叠层反应器)里进行的。钠长石在水中的溶解反应经常是不一致溶解作用,只在近水临界点(374℃)的300℃出现一致溶解过程。由25～300℃。