|
26 одного и того же месторождения часто значительно отличаются друг от друга. Это объясняется не только различным характером материнских пород, давших начало образованию бентонитов и условиями дальнейшего их преобразования, но и тем, что эти глины в природном виде почти всегда засорены посторонними примесями в виде гипса, кальцита, магнетика, биотита, минералов кремнезема, также растворимых в воде солей щелочных и щелочноземельных металлов и др. Эти примеси иногда составляют больший процент, сильно снижая качество бентонитов (М.С. Мерабишвили 1962; В.П. Петров 1972; Н.А.Корнеев, И.А.Романенко, А.В.Васильев 1996). Присущие бентонитам специфические свойства обуславливаются строением кристаллической решетки слагающих эти глины минералов, главнейшими из которых являются: монтмориллонит А12()3 X 48102 X 11Н 20; сапонит А1203М§ X 48Ю2 X ПН20; нонтронит Л1203 X 38Ю3 х пН20 и некоторые другие; содержание воды в среднем колеблется в пределах 4-8 молекул. В большинстве случаев ведущее место занимает первый из названных минералов, поэтому бентониты часто называют монтмориллонитовыми глинами, а слагающие их минералы минералами монтмориллонитовой группы (М.С. Мерабишвили 1962). Кристаллическая решетка минералов монтмориллонитовой глины, в отличие от минералов других типов глин, особенно каолинитовых, имеет большой избыток отрицательного заряда. Как полагают авторы, обменная способность монтмориллонита связана с замещением атомов водорода из гидроксильной группы (Э.А. Ротармель, Н.В. Кирсанов и др. 1964).Отрицательный заряд решетки минерала нейтрализуется положительно заряженными ионами (катионами), которые адсорбируются (накапливаются) на поверхности кристаллической решетки. Адсорбционные ионы в водной среде гидратируются, т.е. каждый катион окружается большим или меньшим количеством молекул воды . Наибольшей гидратирующей способностью обладают ионы щелочных |
51 Бентонитовые глины образовались в результате сложных химических и физических процессов, которым подвергались горные породы в течение многих экологических периодов. Свое название они получили от форта Бенто, расположенного в штате Войминг (США), где в конце прошлого века впервые была начата промышленная разработка месторасположения (К.Р. Гочиташвили и др.,1979). В природе встречается много разновидностей бентонитов, которые отличаются друг от друга не только химико-минералогическим составом и физико-химическими свойствами, но и внешними признаками. Они бывают серого, голубого, зеленоватого, бурого, кремневого, реже белого и других цветов и оттенков. Отличительной чертой бентонитов нальчикского месторождения является серый, реже светло-серый цвет. По химическому составу природные бентонитовые глины различных месторождений и даже отдельные разновидности этих глин в пределах одного и того же месторождения часто значительно отличаются друг от друга. Это объясняется не только различным характером материнских пород, давших начало образованию бентонитов, и условиями дальнейшего их преобразования, но и тем, что эти глины в природном виде почти всегда засорены посторонними примесями в виде гипса, кальцита, магнетика, биотита, минералов кремнезема, а также растворимых в воде солей щелочных и щелочноземельных металлов и др. Эти примеси иногда составляют больший процент, сильно снижая качество бентонитов (М.С. Мерабишвили 1962; В.П. Петров 1972; Н.А.Корнеев, Н.А.Романенко, А.В.Васильев 1996). Присущие бентонитам специфические свойства обуславливаются строением кристаллической решетки слагающих эти глины минералов, главнейшими из которых являются: монтмориллонит А120з х 4$Ю2 х ПН20; сапонит А1203М& х 48Ю2 х пН20; нонтронит А1203 х 38Ю3 х ПН20 и некоторые другие; содержание воды в среднем колеблется в пределах 4-8 52 молекул. В большинстве случаев ведущее место занимает первый из названных минералов, поэтому бентониты часто называют монтмориллонитовыми глинами, а слагающие их минералы минералами монтмориллонитовой группы (М.С. Мерабишвили 1962). Кристаллическая решетка минералов монтмориллонитовой глины, в отличие от минералов других типов глин, особенно каолинитовых, имеет большой избыток отрицательного заряда. Как полагают авторы, обменная способность монтмориллонита связана с замещением атомов водорода из гидроксильной группы (Э.А. Ротармель, Н.В. Кирсанов и др. 1964). Отрицательный заряд решетки минерала нейтрализуется положительно заряженными ионами (катионами), которые адсорбируются (накапливаются) на поверхности кристаллической решетки. Адсорбционные ионы в водной среде гидратируются, т.е. каждый катион окружается большим или меньшим количеством молекул воды. Наибольшей гидратирующей способностью обладают ионы щелочных металлов, в частности, натрия. Ионы же щелочно-земельных металлов (кальций и магний) обладают значительно меньшей гидратирующей способностью; еще меньшую способность к гидратации имеют трехвалентные ионы (А.А. Тварчлеидзе, С.С. Филатов 1941; М.С. Мерабишвили 1962; Л.Оустерхоут 1970; Т.Околелова, П.Асеева 1995). Одной из важнейших природных особенностей бентонитов является их дисперсность, которая находится в функциональной зависимости от рода и количества обменных катионов глин: чем больше в диффузном слое частиц бентонита обменных катионов щелочных металлов, обычно натрия, тем больше его дисперсность. Бентониты характеризуются высокой водопоглощаемостью или влагоемкостью с другими типами глин (М.С. Мерабишвили -1962), причем более влагоемки щелочные бентониты, относительно щелочноземельных. |