ГлавнаяИсследовано влияние режимов ЭИД силикатных пород (порфирита и гранита), а также некоторых породообразующих минералов (диопсида) на кислотно-основные свойства их свежеобразованной поверхности и адсорбционную активность к гидроксиду кальция. Средой ЭИД служила дистиллированная вода. В качестве переменных парам ЭИД приняты межэлектродный промежуток в камере разрушения, величина амплитуды напряжения и разрядной емкости. Объектами сравнения являлись отмеченные выше материалы механического дробления (МД). Сила кислотно-основных центров определялась потенциометрическим методом по величине рН-изоэлектрического состояния поверхности свежедробленого продукта до и после его выдержки в насыщенном растворе гидроксида кальция. Природу активных центров оценивали по содержанию водорастворимых SiO2 и Fe3+, которые определялись фотокалориметрически.
Установлено, что поверхность продукта механического дробления порфирита обладает ярко выраженными основными свойствами (pH-изо = 11,8) и, как следствие, не адсорбирует гидроксида кальция (pH-изо не изменяется в результате контакта с Ca(OH)2). Электроимпульсное дробление приводит к существенному снижению pH-изо и повышению адсорбционной активности. Порфирит по данным микроскопического анализа представлен массой плагиоклаза и пироксенов; порфировые включения представлены пироксенами - в основном диопсидом. В условиях электроимпульсного дробления низкотемпературная плазма и факторы, ее сопровождающие, в большей степени оказывают воздействие на плагиоклаз как менее устойчивую в сравнении с пироксенами фазу. Происходит выщелачивание в среду дробления Na+ из кристаллической решетки плагиоклаза и переход алюмосиликата в Н+-форму. Кроме того, как следует из результатов фотокалориметрического анализа, на свежеобразованной поверхности стимулируется окисление примесного железа Fe2+ до Fe3+ с последующим его гидролизом до Fe(OH)2+. Электроимпульсное дробление порфирита в воде приводит за счет плагиоклазовой составляющей к адсорбции гидроксида кальция. Степень активации поверхности регулируется параметрами воздействующих высоковольтных разрядов. Повышенная устойчивость пироксеновой фазы к электроимпульсному воздействию подтверждается данными при ЭИД диопсида. Диопсид - типичный представитель минералов пироксеновой группы. При ЭИД диопсид незначительно изменяет рН-изосостояние лишь при увеличении напряжения с одновременным уменьшением межэлектродного промежутка. Кроме того, при электроимпульсном дроблении диопсида получено в сравнении с механическим дроблением уменьшение содержания Fe3+ и просматривается увеличение водорастворимого кремнезема.
При электроимпульсном дроблении кислых горных пород (гранита) механизм активации обязан иным факторам от последействия импульсного разряда. В состав гранита входит 65 % кварца, 20 % микроклина, 10 % плагиоклаза, и лишь 15 % приходится на пироксены и биотит. Из-за наличия кварца рН-изосостояние поверхности гранита как ЭИД, так и МД на воздухе составляет 7,0. Однако в результате ЭИД возрастает адсорбционная активность по отношению к Ca(OH)2; возрастает содержание водорастворимого кремнезема. Количество последнего достаточно ощутимо регулируется параметрами технологического процесса ЭИД. При ЭИД в момент разрушения свежеобразованная поверхность зерен кварца, обладая энергетической ненасыщенностью, гидратируется с образованием групп Si<ОН которые в дальнейшем активно адсорбируют Ca(OH)2, наряду с активными центрами полевошпатовой составляющей.
Свойства свежеобразованной поверхности кварца регулируются параметрами энергонагружения при электроимпульсной технологии разрушения (табл. 2.1).
Из данных табл. 2.1 видно, что изменения энергии (W) и времени ее выделения (T) (равно как и скорости ввода энергии N) приводят к регулированию величин удельной поверхности (Sуд), кислотно-основных ее свойств (рНизо) и активного кремнезема на поверхности.