Теория отбеливающего воздействия глин

17.06.2018
Отбеливающее воздействие глин несомненно обусловливается рядом факторов, описание которых приводится ниже.

1. Обычная фильтрация — механическое задерживание землями окрашивающих примесей. Возможно, это основной фактор, обусловливающий отбеливающие свойства алевритов.

2. Селективная адсорбция, вероятно, главный фактор. Указывалось, что по уменьшению интенсивности селективной адсорбции аттапульгитом органические вещества располагаются в следующем порядке: парафины, циклопарафины, ароматические вещества, нейтральные эфиры, олифы, кетоны, альдегиды, а среди веществ каждого типа легче поглощаются те, которые имеют больший молекулярный вес.

3. Каталитическая активность — фактор, воздействующий двумя путями: во-первых, он вызывает реакции, приводящие к образованию соединений различной окраски, и, во-вторых, приводит к образованию продуктов, более легко адсорбируемых, причем этот путь воздействия имеет наиболее важное значение. Активация кислотой увеличивает удельную поверхность монтмориллонита, а кроме того, образуются чистые кислородные листы, свободные от адсорбированных катионов, за исключением атомов водорода и, возможно, некоторого количества атомов алюминия. Поэтому можно утверждать, что поверхность слоев кремнекислородных тетраэдров влияет на обесцвечивающую способность глин. Ho не только строение и величина этой поверхности определяют отбеливающие свойства, поскольку не все монтмориллониты обладают активностью. Кроме того, об этом говорит также и то, что очень интенсивная обработка кислотой, ведущая к большему удалению катионов из октаэдров, чем некоторый оптимум, уменьшает отбеливающую способность глин. Иначе говоря, земли, обработанные до такой степени, когда сохраняются только поверхности кремнекислородных тетраэдров, почти не обладают обесцвечивающей способностью. В связи с этим важно отметить, что из некоторых монтмориллонитов можно почти полностью удалить октаэдрические катионы, не разрушая кремнекислородных слоев. Какие-то особенности структуры, остающейся после активации глин кислотой, например характер заселения октаэдрических позиций алюминием, играют важную роль в отбеливающем воздействии точно так же, как и в каталитическом воздействии глин. Количество и характер распределения атомов водорода на этих кислородных поверхностях также должны обусловливать активность глин, что подтверждается зависимостью отбеливающей способности глин от их кислотности.

Монтмориллониты, у которых лишь незначительная часть кремния замещена алюминием, теоретически, по-видимому, наиболее легко активируются. Это можно объяснить тем, что обработка кислотой монтмориллонитов, у которых значительная часть кремния замещена алюминием, приводит к удалению алюминия из тетраэдрических позиций так же, как из октаэдрических, а вследствие этого кристаллическая решетка полностью разрушается. Предположение, согласно которому монтмориллониты типа Чето, как указывалось ранее, по всей вероятности, очень восприимчивы к активации, исходит из того, что характер распределения атомов в октаэдрических позициях или распределение атомов вообще легко нарушается при кислотном выщелачивании и это благоприятствует развитию способности к -селективной адсорбции. Очень высокая отбеливающая способность аттапульгитовых и сепиолитовых глин свидетельствует о том, что канавчатая поверхность агрегатов этих глин благоприятствует процессу очистки. Нетрудно представить, каким образом такая поверхность способствует селективному поглощению определенных молекул. Баррер и Мак-Кензи показали экспериментально, что аттапульгит действительно обладает способностью к селективному поглощению. Эффективность аттапульгитовых глин возрастает примерно на 35%, если их выдавливать под высоким давлением через фильеры при низкой влажности. Микроскопические исследования, проведенные в лаборатории автора, но еще не опубликованные, показали, что такое выдавливание глины вызывает разрыв и растаскивание агрегатов иголочек аттапульгита, а следовательно, приводит к образованию еще большей канавчатой поверхности. По-видимому, выдавливание глины обеспечивает увеличение эффективности поглощения также потому, что при этом активными становятся разорванные связи на некоторых поверхностях частиц минерала. Подобные исследования с монтмориллонитовыми глинами, выполненные в лаборатории автора, показывают, что по крайней мере во многих случаях выдавливание не приводит к повышению эффективности глин. Очевидно, сдвиговые напряжения, развивающиеся во время выдавливания, в случае монтмориллонита разрешаются смещением частичек по базальным плоскостям почти без разрыва этих частичек и образования новых поверхностей.

Интересно отметить, что отбеливающая глина из Мэкона, Джорджия, США, состоит, согласно Бриндли, из удлиненных частиц монтмориллонита и кристобалита. Возможно, форма частиц монтмориллонита имеет существенное значение в отбеливающей способности монтмориллонитовых глин. Маловероятно, чтобы кристобалит мог увеличить отбеливающую способность этой глины из Джорджии.