陰陽離子交換流量計算

『壹』 在離子交換樹脂中，1eq/L等於多少mol/L

一、本方法適用於用離子交換法處理鍍鉻廢水時陰、陽離子交換樹脂受污染時的活化
二、陰離子交換樹脂，可採用體外活化。活化液用量為樹脂體積的1-2倍。活化液用濃度為2.0-2.5MOL/L硫酸與亞硫酸氫鈉配製，亞硫酸氫鈉含量對凝膠型強鹼陰樹脂為45G/L,對大孔型弱鹼陰樹脂為28G/L,活化時,樹脂在活化液中浸泡一夜
三、陽離子交換樹脂,可在體內活化活化.液用量為樹脂體積的2倍.活化液用濃度為3.0MOL/L的鹽酸配製,以1.2-4.0M/H的流速通過樹脂層，再採用體積為樹脂體積的1-2倍、濃度為2.0-2.5MOL/L的硫酸浸泡3H以上
離子交換樹脂的工作原理及優缺點分析將離子性官能基結合在樹脂（有機高分子）上的材料，稱之為 「離子交換樹脂」。 樹脂表面帶有磺酸 (sulfonic acid) 者，稱為陽離子交換樹脂，而帶有四級氨離子的，則為陰離子交換樹脂。由於離子交換樹脂可以有效去除水中陰陽離子，所以經常使用於純水、超純水的製造程序中。(見下圖)離子交換樹脂上的官能基雖可去除原水 (Feed water) 中的離子，但隨著使用一段時間之後,因官能基的飽和而導致去離子效率的降低，引發水質劣化的缺點。此外，離子交換樹脂本身也是有機物質，使用中會受到氧化分解、機械性破裂、擔體流出而造成有機物質的溶出。此外，帶有電荷的有機物質也會受到離子交換樹脂的吸附，使離子交換樹脂很容易受到有機物質的污染 (Fouling)。而有些微生物由於菌體表面帶著負電，也會被陽離子交換樹脂所吸附，樹脂表面因而成為微生物的繁殖場地，造成純水的污染。在此同時，微生物所產生的代謝產物也會成為有機物質的污染來源。這些都是使用離子交換樹脂時，引發水質劣化而不可不注意的地方。通常失去離子去除能力（飽和）的離子交換樹脂，雖然可以經由酸鹼葯劑的作用來再生，達到重復使用的目的，但若因為有機物質的吸附（污染）而造成效率不好時，樹脂的去除性能就會降低。此外，依再生用化學葯劑的品質不同也會有離子交換樹脂本身被污染的風險。因此，超純水系統所使用的離子交換樹脂幾乎是不能進行再生處理的。

『貳』 中央空調怎麼計算流量

先計算負荷-再選擇冷卻器-確定額定流量。

循環冷卻水補充量=蒸發量+飛濺量+污水量。

其中，蒸發量=循環水量*冷卻塔進出口溫差/582。

飛濺量等於循環水量的0.1%-0.05%。

中央空調系統由冷熱源系統和空調系統組成。 它是由主機通過多端連接的風道或冷熱水管來控制不同房間以達到室內空調目的的空調。

中央空調軟水設備工作原理：

由於水的硬度主要由鈣和鎂形成和表示，所以一般用陽離子交換樹脂（軟水劑）代替水中的Ca2+和Mg2+（形成水垢的主要成分）。隨著樹脂中Ca2+和Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+和Mg2+的效果逐漸降低。

當樹脂吸收一定量的鈣、鎂離子時，必須進行再生。再生過程是在鹽箱內用鹽水沖洗樹脂層，置換樹脂上的硬度離子，然後將樹脂隨再生廢液排出槽外。恢復了軟交換功能。

由於水的硬度主要由鈣和鎂形成，表現為水的硬度主要由鈣和鎂形成，採用鈉離子交換軟化處理的原理，使原水通過鈉型陽離子交換樹脂製成樹脂相中的硬度成分Ca2+、Mg2+和Na+發生交換，從而吸附水中的Ca2+和Mg2+，使水軟化。

以上內容參考：網路-中央空調循環水處理

『叄』 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性

離子交換樹脂的結構：

離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成，高分子骨架是惰性的網狀結構骨架，是不溶於酸或鹼的高分子物質，常用的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到樹脂的骨架。

而活性基團不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成，可交換離子能夠決定樹脂所吸附的離子，比如可交換離子為H型陽離子交換樹脂，那麼這個樹脂能夠吸附的離子，就是H型陽離子，而官能團離子能夠決定樹脂的「酸"、「鹼"性和交換能力的強弱，比如官能團離子是強酸性離子，那麼樹脂就是強酸性離子交換樹脂。

離子交換樹脂的內部結構：

1.凝膠型樹脂是由純單體混合物經縮合或聚合而成的，結構為微孔狀，合成的工藝比較簡單，孔徑大概在1-2nm左右，凝膠型樹脂的操作容量高，產水量高，物理強度好，且再生效率高，被廣泛應用在食品飲料加工，超純水制備，飲用水過濾，硬水軟化，製糖業，制葯等領域。

2.大孔型樹脂的孔徑一般在10nm左右，在樹脂中孔徑是比較大的，所以被稱為大孔型樹脂，且孔徑不會隨著周圍的環境而變化，能夠彌補凝膠型樹脂不能在非水系統中使用的缺點，吸附能力非常強大，不易碎裂，耐氧化好，操作容量高，能夠應用在醫葯領域、除重金屬污染、葯品純化、水處理中除去碳酸硬度、冷凝水精處理等領域。

詳情點擊：網頁鏈接

『肆』 離子交換樹脂周期制水量。再生劑用量。比耗。酸耗。再生水平。如何計算。用漢字表述 。謝謝

根據其交換容量，如：4.8mmol/ml，來近似計算可以脫除水中陽離子的mol數量，在換算為水專的通過量，一般來屬說使用交換容量為樹脂理論交換的80%左右比較合適。再生劑用量也可以計算，但是通常都是經驗值，樹脂飽和後使用4-6%的稀鹽酸3倍體積，以1BV（小時/通過量）或者更慢的流量反洗即可，還可浸泡6-8小時，再反洗，然後使用去離子水洗至PH6左右既可以使用了。

『伍』 如何判斷離子交換的程度

如何判斷離子交換的程度
前面的文章中提到過，混床也叫陰陽床，作用是陰陽離子交換，核心部件是離子交換樹脂，下面給大家分析幾個離子交換數字失效的原因。

樹脂有時會減少，原因可能是陰陽離子交換器再生過程中反洗流量過大或布水濾網發生泄漏，造成樹脂漏掉；或者上下布水器破裂造成樹脂漏了。如果樹脂一直在減少，那麼減少到一定程度也就起不到相應的作用了。

混床的除鹽系統是串聯式除鹽系統，如果樹脂失效了，根據設備失效時陰床出水或除掉鹽水的指標來確定交換容量低的交換器是一種檢測辦法。當設備失效時，如果系統出來的水裡二氧化硅含量增加了，而電導率變化不大，就可以判斷為陰床失效或混床中陰離子交換樹脂失效。反之系統出水電導率增加，而二氧化硅含量變化不大的話，就是陽床或混床中陽離子交換樹脂失效。

樹脂失效了，水自然處理不好。所以要實時檢測，如果有相應的失效症狀就趕快去修復，彌補一下。

『陸』 離子交換軟化實驗中，用陽離子交換樹脂(鈉型)對水進行軟化，水的運行流量(L/h)與水的硬度(以鈣離

按照原理來講，水流通過樹脂床的速度越慢，交換越徹底，出水硬度越內小，但是設計流容速與軟化罐體的直徑有關，流速越慢，直徑越大，因此，出於經濟考慮，軟化設計流速有一個合理的范圍。
如果你想知道流速和出水硬度的確切對應關系，估計真的要通過試驗驗證。

『柒』 什麼叫陽離子交換什麼叫陰離子交換

、離子交換樹脂的組成
離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構專高分子化合物，其結構由三部分組成屬：不溶性的三維空間網狀骨架，連接在骨架上的功能基團和功能基團所帶的相反電荷的可交換離子。
陽離子交換樹脂：骨架上結合有磺酸基(-SO3H)（強酸性陽離子交換樹脂）或羧酸基(-COOH)(弱酸性陽離子交換樹脂）。
陰離子交換樹脂：骨架上結合有季銨基(強鹼性陰離子交換樹脂)，伯胺基、仲胺基、叔胺基（弱鹼性陰離子交換樹脂）。
二、離子交換樹脂的分類
按骨架結構不同：凝膠型(干態無孔，吸水後產生微孔)和大孔型(樹脂內部無論干、濕或收縮、溶脹都存在著比凝膠型樹脂更大、更多的孔)。
根據所帶的功能基團的特性：陽離子交換樹脂（帶酸性功能基，能與陽離子進行交換）、陰離子交換樹脂（帶鹼性功能基，能與陰離子進行交換）和其它樹脂。

『捌』 跪求，陰陽離子交換樹脂凈水操作過程說明

你說的是不是混床1）運行
水自上而下通過混合樹脂，水中的陽陰離子同時被置換去除。運行時監測；A進水壓力；B出水電導率。
進水壓力由壓力表監測，運行時隨時注意壓力表的變化，防止因壓力過高而損壞設備．
出水電導率用電導儀監測，對水質要求較高的設備，電導儀應盡量用工業電導儀（例如CM230）在管道系統中直接測量，防止取樣過程中因外部污染而影響測量准確性．運行時應隨時監看電導儀，臨近運行周期終點更應注意監看，一旦水質超標，即應停止運行，轉入再生操作。水質指標根據工工藝要求確定。
2）分層
陽陰兩種樹脂需分別用鹽酸和燒鹼再生，故再生前要將混合的兩種樹脂徹底分離開來，樹脂分層是混合離子交換器操作的最關鍵操作，它直接影響到樹脂的再生效果和出水水質，應充分注意。
分層方法是讓水從交換器底部進入，水自下而上沖洗樹脂層，使樹脂層松動膨脹。因陰陽兩種樹脂的比重不同，陽樹脂較重，樹脂層膨脹滾動時比重較大的陽樹脂將不斷沉積在交換器底部。比重較輕的陰樹脂則浮在陽樹脂層上面，這樣分層結束時，兩種樹脂將出現明顯的界面（可從視鏡中觀察到）。操作時應緩慢加大反洗水量，使樹脂充分膨脹，並保持10分鍾左右，再緩慢減小水量，如果一次操未能取得明顯的公層效果，可反復進行幾次，直至樹脂分層出現較明顯界面。如果樹脂未完全失效樹脂出現抱團現象，也可先向交換柱內吸入鹼溶液，強制樹脂失效，再進行分層操作，可以取得良好的效果。
3）陰樹脂再生
陰樹脂再生液（4-6%NaOH）自上而下通過樹脂層，使飽和的樹脂再生為新生樹脂，再生廢液從中排排出，NaOH用量按一般經驗為80~100克/升樹脂（100%NaOH）。進鹼液時控制流速不要太快，一般應從25-40分鍾左右用完所需的再生劑為宜，再生時還應控制再生廢液排放的速度不要太快，一般應維持再生液液面略高於陰樹脂為好。避免部份樹脂始終未被再生液浸泡。進鹼前應先將柱內積水排至樹脂層面以上50-100毫米處，避免不必要的再稀釋。
4）清洗陰樹脂
陰樹脂再生完畢，自上而下用清水沖洗樹脂，把殘留的再生劑清洗干凈。清洗一次一般需進行45分鍾之後開始測量清洗排水的鹼度直到鹼度值不再下降，基本保持恆定時，即可停止清洗，進行下一操作。一般控制進水PH值在8-9左右。
5）再生陽樹脂
鹽酸再生液（4-6%）由下部向上流過陽樹脂層，並經中間排水口排出。鹽酸用量按一般經驗為60-80克/升樹脂（HCL），進再生液時同樣要控制流速不要過快，一般以25-40分鍾左右用完所需再生劑為宜。再生廢液應排放及時，決不能使液位上升到陰樹脂層范圍內，否則會使陰樹脂污染。為減少這種可能性，在進行陽樹脂再生過程中，陰樹脂清洗水可以同時打開，以利用上部的清水壓住下部酸液進入陽樹脂層內。
6）清洗陽樹脂
進完再生液後，繼續自上而下用清水沖洗樹脂，將殘留的再生劑清洗干凈。清洗約30分鍾之後，測量排水閥出水的酸度，直到酸度值不再下降，基本保持恆定時，即可認為清洗完成，一般控制進水PH值在5-5.5左右。
7）混合
再生好的兩種樹脂要重新混合均勻經後才能使用。混合的方法是開啟進水閥，把塔內水位放至比樹脂（陰樹脂）要高出20-30厘米處，後打開頂部排氣閥使壓縮空氣自下而上攪動樹脂層，樹脂即會混合均勻。一般壓縮空氣時間為4-6分鍾，即可取得滿意的混合效果，壓縮空氣壓力應保持在0.1-0.15Mpa范圍內，壓力過低會影響混合效果，過高則影響設備及管道的安全。
混合結束時，用盡快的速度排水，使樹脂迅速下沉，防止樹脂再移層，排水至水面與樹脂平面齊即可。
混合樹脂前，必須先打開排氣閥，才可以緩慢向設備加氣進行混合，混合時要注意，設備 壓力表的壓力，發現異常要立刻停止，處理好後，才可以開始運行。
8）正洗
混合的樹脂再進行正洗，進一步去除樹脂層中殘留的廢掖．正洗流量可以接近運行流量，正洗時一般出水電導率會迅速下降，當出水電導率低於規定值時，即可停止正洗，重新投入運行．
正洗前應先打開排氣閥排氣，直到排氣管排出的水不帶有空氣，再打開正洗排水閥，關閉排氣閥．

『玖』 1公斤陽離子交換樹脂大約能處理多少水

單獨使用陽樹脂一般用作軟化，通常一升樹脂能交換4摩爾每升的硬度，要先知道待處理水的硬度多少，直接計算一下就可以了。
離子交換樹脂可以用於硬水軟化、除鹼度、除鹽（這里的鹽指的是除去水中的離子,降低電導率）.如果用於硬水軟化,則只要使用陽離子（RNa或RH）交換樹脂即可,根據進出水質要求,採用單級鈉離子或二級鈉離子或氫離子交換樹脂,對於壓力要求不高,正常壓力0.0.3MPa左右就行了.如果用於海水淡化,也可以採用陰陽離子混合床或者陰陽離子串連床的離子交換樹脂,但是比較浪費,因為要再生交換樹脂耗費NaOH和HCl的,還要排污,其實海水淡化直接用反深透就好了,這也是通常的做法,反深透是利用較高的反深透壓來維持淡化的,一般要好幾MPa的壓力甚至幾十MPa才行,一般是用卷材的反深透膜,內管套外管.溫度要求不高,因為沒有生化反應,一般在25～35度都是可以的.反深透的濾速主要取決於壓力和出流量,離子交換一般在幾厘米每秒的樣子.

『拾』 含蛭石晶層間層礦物的陽離子交換容量及酸浸研究

彭同江 劉福生 張寶述 孫紅娟

（西南科技大學礦物材料及應用研究所，四川綿陽 621010）

摘要 對采自新疆尉犁蛭石礦、河南靈寶-陝西潼關蛭石礦的工業蛭石礦物樣品進行了可交換性陽離子、交換容量和酸處理試驗研究。結果發現新疆尉犁蛭石礦金雲母-蛭石中的可交換性陽離子主要為Na^＋和Ca^2＋，其次有Mg^2＋和K^＋、Ba^2＋和Sr^2＋。而河南靈寶-陝西潼關蛭石礦工業蛭石樣品主要為Ca^2＋和Mg^2＋，其次為Na^＋、K^＋等。金雲母-蛭石和綠泥石-蛭石間層礦物的陽離子交換容量隨間層結構中蛭石晶層的含量增加而增大，一般在56.92～98.95 m mol/100 g之間，僅為蛭石最大陽離子交換容量的一半。金雲母-蛭石樣品陽離子交換容量大小與K₂O含量呈負相關關系，與（Na₂O＋CaO）含量呈正相關關系。層間可交換性陽離子的氧化物CaO和Na₂O的酸浸取率最高，層間不可交換性陽離子的氧化物 K₂O次之，八面體中陽離子的氧化物MgO、Fe₂O₃和Al₂O₃具有較高的酸浸取率，而四面體陽離子的氧化物SiO₂的酸浸取率最低；金雲母-蛭石間層礦物中蛭石晶層含量高的樣品酸浸取率高，金雲母-蛭石間層礦物的耐酸蝕性能不如金雲母。

關鍵詞 金雲母-蛭石；間層礦物；陽離子交換容量；酸浸取物；酸浸取率。

第一作者簡介：彭同江，男，1958年4月出生，博士，教授，礦物晶體化學專業。E-mail：[email protected]。

一、含蛭石晶層間層礦物的陽離子交換容量

（一）原理

根據工業蛭石樣品的化學成分研究，蛭石晶層中可交換性陽離子的種類主要有：K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Sr^2＋等。用醋酸銨（NH₄Ac）作為淋洗劑，

離子可將工業蛭石中的可交換性陽離子交換出來：

中國非金屬礦業

相關系數為0.90。

圖1 金雲母-蛭石樣品陽離子交換容量（CEC） 隨K₂O 和Na₂O＋CaO 含量（質量分數） 的變化

可以看出，隨著K₂O含量的增加，樣品的陽離子交換容量減小；隨（Na₂O＋CaO）含量的增加，陽離子交換容量增加。從而表明，隨K₂O含量的增加，蛭石晶層的含量降低；隨（Na₂O＋CaO）含量的增加，蛭石晶層的含量增加。由此可以得出，在金雲母變化為金雲母-蛭石的過程中，溶液中富含Na^＋和Ca^2＋離子組分。

對於金雲母-蛭石樣品來說，我們發現其陽離子交換容量的大小與樣品的粉末X射線衍射譜特徵有一定關系。一般說來，陽離子交換容量小於75 m mol/100 g的樣品，其粉末X射線衍射圖上發現有較強的金雲母的衍射峰；高於95 m mol/100 g樣品，發現有蛭石的衍射峰。這進一步表明對樣品陽離子交換容量的貢獻主要來自於間層結構中蛭石晶層的含量。蛭石晶層的含量越高，間層礦物的陽離子交換容量越大。

二、酸浸實驗研究

（一）酸處理實驗與酸浸取物分析

酸處理試驗步驟與實驗方法如下：

1）將燒杯在100℃下烘乾1 h後稱重。

2）分別在燒杯中加0.5 g樣品。

3）將盛樣品的燒杯放在烘箱中在100℃下烘乾2 h。

4）從烘箱中取出燒杯在乾燥器中涼至室溫後稱重，計算出樣品除去吸附水後的質量。

5）將燒杯中分別加入0.5 mol/L，1.0 mol/L，1.5 mol/L，2.0 mol/L稀鹽酸30 mL，攪拌均勻後靜止作用12 h。

6）過濾、洗滌、定溶後用原子吸收光譜法測定濾液中K、Na、Mg、Si、Fe、Al的含量。

利用上述方法對所選的3個樣品進行了酸處理和酸浸取物的分析。測定結果轉換成氧化物百分含量後列入表2中。

表2 不同濃度的稀鹽酸對樣品不同氧化物的腐蝕量（w_B/%）

註：X為鹽酸溶液的濃度，單位mol/L。

（二）酸蝕量與酸浸取物的變化規律

由表2可以看出，在不同鹽酸濃度溶液的情況下金雲母樣品主要氧化物的酸蝕量都大大低於金雲母-蛭石樣品主要氧化物的酸蝕量，這表明金雲母的耐酸性能高於金雲母-蛭石間層礦物。

金雲母-蛭石間層礦物兩個樣品不同氧化物的酸浸取率大致相同。按氧化物的酸浸取率的大小可分為三種情形。

（1）處於蛭石晶層層間域中的水化陽離子

劉福生等（2002）給出的金雲母-蛭石間層礦物樣品的可交換性陽離子氧化物的含量（不考慮H₂O^＋）分別為，Wv-6a：CaO 0.612%，Na₂O 1.30%；Wv-16：CaO 0.394%，Na₂O 1.79%，考慮所含H₂O^＋後樣品的可交換性陽離子氧化物的含量分別為，Wv-6a：CaO 0.580%，Na₂O 1.231%；Wv-16：CaO 0.375%，Na₂O 1.702%，這些數值與表2中CaO和Na₂O的腐蝕量非常相近（其差別來源於對樣品進行不同的處理及分析的誤差）。由於水化陽離子與結構層間的結合最弱，故CaO和Na₂O的酸浸取率最高，其中CaO幾乎全部浸出，Na₂O的浸取率在82.27%～89.24%之間。

（2）在結構中以離子鍵相結合的陽離子

在結構中與陰離子呈離子鍵結合的陽離子主要有：K^＋、Mg^2＋、Fe^2＋、Al^3＋。相應氧化物酸浸取率分別為 K₂O 6.33%～13.80%，Al₂O₃3.67%～12.45%，Fe₂O₃4.44%～11.75%，MgO 3.44%～10.03%。離子鍵的結合力高於蛭石晶層層間水化陽離子與結構層之間的結合力，而又小於硅氧四面體內的共價鍵結合力，因此，以離子鍵結合的陽離子氧化物的酸浸取率低於層間水化陽離子氧化物，而又高於以共價鍵結合的陽離子氧化物。

（3）在結構中以共價鍵結合的陽離子

在結構中與陰離子呈共價鍵結合的陽離子只有Si^4＋，SiO₂的酸浸取率最低，為2.15%～3.02%。

蛭石晶層的水化陽離子最容易被酸淋濾出來，即使在低濃度的鹽酸溶液中，且它們的酸蝕量隨鹽酸濃度的增大變化很小；其次是處於金雲母晶層的層間K^＋離子。MgO、Fe₂O₃和Al₂O₃也具有較高的酸蝕量百分數，其中MgO、Al₂O₃的酸蝕量隨鹽酸濃度的增大而急劇增大，Fe₂O₃酸蝕量隨鹽酸濃度的增大而緩慢增大；SiO₂的酸蝕量最低，且酸蝕量隨鹽酸濃度的增大變化很小。

金雲母-蛭石樣品與金雲母樣品相比較，層間陽離子、八面體陽離子、四面體陽離子都具有較高的氧化物酸蝕量百分數。這表明金雲母-蛭石的結構穩定性較金雲母差，即使是金雲母-蛭石間層結構中的金雲母晶層也是如此。這一結果與熱分析所得出的結果（彭同江等，1995）是完全一致的。

（三）金雲母-蛭石間層礦物酸蝕機理

對於蛭石及含蛭石晶層的間層礦物酸蝕機理的研究不多。但對於蒙脫石酸活化機理研究已經很深入，並得出比較一致的結論。即當用酸處理蒙脫石時 蒙脫石層間的可交換性陽離子（如Ca^2＋、Mg^2＋、Na^＋、K^＋等）可被氫離子交換而溶出，同時隨之溶出的還有蒙脫石八面體結構中的鋁離子及羥基。因此，活化後的蒙脫石比表面積增大，形成多孔活性物質，使其吸附性及離子交換性進一步增強（張曉妹，2002）。下面結合前面的試驗與分析結果對金雲母-蛭石間層礦物酸蝕機理進行討論。

1.酸浸取反應機理

金雲母-蛭石間層礦物中蛭石晶層的結構和陽離子佔位與蒙脫石的大致相同，只是蛭石晶層八面體中的陽離子主要是Mg^2＋，而蒙脫石則主要是Al^3＋，而與蛭石晶層相間排列的還有金雲母晶層。因此，金雲母-蛭石間層礦物的酸蝕機理可以看成是蛭石晶層和金雲母晶層分別與酸進行作用。

蛭石晶層與鹽酸產生離子交換反應和酸腐蝕反應，後者導致結構的局部破壞。其中離子交換反應是氫離子將樣品中蛭石晶層的層間可交換陽離子如K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等置換出來。

氫質蛭石晶層在酸的繼續作用下結構產生局部破壞，溶出八面體中的陽離子及羥基，硅氧四面體轉化為偏硅酸。

金雲母晶層與鹽酸產生酸腐蝕反應，產生局部結構被破壞，溶出層間陽離子、八面體中的陽離子及羥基，硅氧四面體轉化為偏硅酸。

上述反應可歸三類：H^＋離子與蛭石晶層層間可交換陽離子的交換反應；H^＋離子與結構中八面體片上的（OH）^-和四面體片中Si-OH上的（OH）^-中和形成H₂O的反應；陽離子從結構上解離形成鹽和偏硅酸的反應。

2.酸浸取規律的晶體化學分析

金雲母-蛭石間層礦物屬三八面體層狀硅酸鹽礦物。由金雲母的晶體結構特點可知，結構中陽離子與陰離子結合有兩種化學鍵，即離子鍵和共價鍵。其中，四面體陽離子（主要為 Si^4＋）與陰離子（氧）的化學鍵主要為共價鍵，因而在結構中的聯結力最強；八面體陽離子（主要為Mg^2＋）以離子鍵與陰離子（氧和羥基）結合，聯結力相對較強；層間陽離子位於層間域內與底面氧以弱離子鍵結合，聯結力較弱。金雲母-蛭石間層礦物結構中金雲母晶層的情形與金雲母相類似，蛭石晶層的八面體和四面體兩種位置的化學鍵特點與金雲母的情形也相類似。在金雲母-蛭石間層結構中聯結力相對最弱的位置是蛭石晶層層間水化陽離子的位置，由於水分子的存在，層間陽離子與結構層的聯結力比金雲母的更弱。

上述晶體化學特點決定了四面體陽離子Si^4＋的酸浸取率最小，八面體陽離子Mg^2＋、Al^3＋、Fe^2＋酸浸取率較大，層間可交換性陽離子Na^＋、Ca^2＋最大。

因此，金雲母-蛭石間層礦物樣品不同氧化物酸浸取率的大小取決於晶體結構的強度和陰陽離子之間的化學鍵強度的大小。

3.酸蝕作用歷程與結構破壞

根據酸蝕試驗和分析結果，結合金雲母-蛭石的晶體結構特點，得出金雲母-蛭石酸蝕作用和結構破壞的過程如下。

酸蝕過程中各種酸蝕反應首先沿礦物顆粒邊緣和結構缺陷部位進行。H^＋離子與層間可交換陽離子產生交換反應，形成氫質蛭石，交換出來的陽離子Na^＋、Ca^2＋、K^＋等形成鹽；H^＋離子與八面體中的（OH）^-作用，形成H₂O，其結果導致與（OH）^-呈配位關系的Mg^2＋和其他陽離子隨（OH）^-的解離而裸露於外表面並變得不穩定，從而脫離結構表面並進入溶液形成鹽；H^＋離子與四面體片邊緣的Si-O（或OH）作用，中和後形成H₂O，並使Si^4＋裸露，進一步使Si^4＋解離並形成偏硅酸配陰離子；伴隨著H^＋離子的這些反應，還會導致金雲母晶層邊緣的層間陽離子（主要為K^＋）從結構中解離出來；整個結構的破壞程度和酸蝕量隨H^＋濃度增大和反應時間的增長而增大。酸蝕反應主要發生在結構層的邊緣、層間域和結構缺陷部位。

X射線分析結果表明，金雲母-蛭石間層礦物具有較好的耐酸蝕性能，層間可交換性陽離子的氫交換反應和邊緣與缺陷部位離子的解離和浸取，沒有導致金雲母-蛭石間層結構的破壞。但結合酸浸取物和酸浸取殘留物的研究，金雲母-蛭石間層礦物的耐酸蝕性能不如金雲母。

三、結論

金雲母-蛭石間層礦物具有良好的陽離子交換性。因此，它可用於環保，吸附水中的重金屬離子或有機污染物，回收有用物質；在農業上用作儲水和儲肥載體，改良土壤等等。含蛭石晶層礦物結構中的Ca、Mg、K、Fe等元素在酸性條件下易被淋濾出來。因此，它可在農業上用作儲水和儲肥載體，同時又是長效肥料。一方面可為植物提供K、Mg、Ca、Si、Fe等有用元素；另一方面可以起到改良土壤的作用，即增加土壤的保水，保肥性能，降低土壤的密度，提高土壤的透氣性能等等。

酸浸取的結果導致金雲母-蛭石間層礦物中蛭石晶層的可交換性陽離子幾乎全部被淋濾交換出來，同時也在結構層邊緣和結構缺陷部位淋濾出其他組分。其結果導致金雲母-蛭石間層礦物比表面積增大，形成多孔活性物質，使其吸附性及離子交換性進一步增強（Suquet et al.，1991；Suquet et al.，1994）。因此，酸處理後的金雲母-蛭石間層礦物可用於環保方面作污水處理劑。

An Experimental Study on Cation Exchange Capacity and Acid Soaking of Vermiculite Containing Interstratified Minerals

Peng Tongjiang，Liu Fusheng，Zhang Baoshu，Sun Hongjuan

（The Research Institute of Mineral Materials and Their Application，Southwest University of Sciences and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China）

Abstract：The changeable cations，the exchange capacity and acid erodibility of instrial vermiculite samples from Weli Mine，Xinjiang Autonomous Region，Lingbao Mine，Henan Province，and Tongguan Mine，Shanxi Province are studied.It is found that the changeable cations of phlogopite-vermiculite samples from Weli Mine are mainly Na^＋，Ca^2＋，and Mg^2＋，K^＋，Ba^2＋，Sr^2＋in the next place.The changeable cations of phlogopite vermiculite samples from Tongguan Mine are mainly Mg^2＋，Ca^2＋，and Na^＋，K^＋in the next place.The cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite and chlorite-vermiculite increases with the increase of content of ver miculite crystal layer in interstratified structure.The cation exchange capacity is commonly between 56.92 m mol/100 g and 98.95 m mol/100 g，which is only a half of the maximal value of cation exchange capacity of vermiculite.The cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite is negatively related to the content of K₂O and positively related to the content of Na₂O and CaO.The acid soak-out ratios of CaO and Na₂O are the highest and that of K₂O is lower slightly，the acid soak-out ratios of MgO，Fe₂O₃and Al₂O₃are relatively higher，but the acid soak-out ratios of SiO₂are the lowest.The acid corroding contents of the samples with more vermiculite layer are higher.The acid-resistant property of the phlogopite-vermiculite interstratified mineral is not as good as the phlogopite.

Key words：phlogopite-vermiculite，interstratified minerals，cation exchange capacity，acid soak-out-substances，acid soak-out-ratio.