Результаты исследований монтмориллонит содержащей глины методом рентгеноструктурного анализа
О.
А. МалаховаБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Малахова
О.
А. Результаты исследований монтмориллонит содержащей глины методом рентгеноструктурного анализа // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 15. – С.
1971–1975. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/96313.htm.
Аннотация. В работе представлена характеристика глины, месторождение которой располагается на территории Кинельского района, приведены результаты рентгеноструктурного анализа монтмориллонит содержащей глины и ее минеральный состав.
Текст статьи
Малахова Олеся Анатольевна,кандидат с/х наук, старший преподаватель, федеральное госуарственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», г. Кинель, п.г.т. УстьКинельскийTeselkina1986@mail.ru
Результаты исследований монтмориллонит содержащей глины
методом рентгеноструктурного анализа
Аннотация.В работе представлена характеристика глины, месторождение которой располагается на территории Кинельского района, приведены результаты рентгеноструктурного анализа монтмориллонит содержащей глины и ее минеральный состав.Ключевые слова: глина, сорбент, рентгеноструктурный анализ, монтмориллонит, глинистое вещество.
В настоящее времянаиболее важнойпроблемойявляется обеспечение населения качественной и доступной продукцией сельского хозяйства. Для решения этого вопроса интенсивно принимаются меры по восстановлению сельского хозяйства. Увеличение продуктивности сельскохозяйственных животных сделало их более требовательными к соотношению уровня питательных и биологически активных веществ в кормах. Интенсивное использование сельскохозяйственных животных может приводить к таким последствиям как:нарушениеминерального обмена,нарушениефункциональной деятельности органов и отдельных систем организма, ухудшениеиспользования питательных веществ рациона, а так жеувеличениезатрат кормов на образованиеединицыпродукцииинарушению воспроизводительных способностей.С цельюповышения продуктивности и качества продукции всостав рационов сельскохозяйственных животных стали интенсивно вводитьнетрадиционные природные добавки, которые служат источникамимакро —и микроэлементов: цеолиты, травертины, бентониты, иллиты и др. В результате проведенных исследований установлено стимулирующее воздействие данных добавок на обмен веществ в организме и использование питательных веществ рационов, а,следовательно, и на повышение продуктивности сельскохозяйственных животных.На территории Поволжья расположены значительные запасы природных минеральных ресурсов, которые можно использовать в качестве добавок в состав рационов сельскохозяйственных животных для обогащения макрои микроэлементами, снижения кормового стресса и повышения продуктивности.Особый интерес представляет сырье, которое интенсивно используется в строительстве. К таким относятся легкоплавкие, тонкодисперсные глины, глинистые сланцы и суглинки.Известно,что практически все глины относятся к слоистым минералам, представляющим один из наиболее многочисленных подклассов класса силикатов [1].Среди глинистых образований наиболее широко представленыминералы группы смектита, особенностью которых является способность к внутрикристаллическому расширению изза слабой связи между слоями [2].Согласно имеющимся данным смектиты обладают адсорбционной способностью в отношении к веществам различной молекулярной массы[3].В настоящее время обогащенные монтмориллонит содержащие глины являются наиболее перспективными сорбентами с разбухающей кристаллической решеткой и способность к сорбции органических и неорганических веществ [4].Целью наших исследований является:
проведение рентгеноструктурного анализа глины;
определение минералогического состава глины.
Материал и методыДля определения минералогического состава глины, а так же так называемых ёмкостных свойств породы был проведен рентгеноструктурный (или как его ещё называют рентгенофазовый) анализ (РСА) проб изучаемого грунта. При этом были исследованы, как исходная проба породы (т.е. был выполнен общий рентгеноструктурный анализ породы), так и проба отмученной глинистой фракции породы. Последнее позволяет получить более детальное представление о видах и взаимном количественном соотношении содержащихся в породе глин.Рентгеноструктурный анализ был выполнен с помощью дифрактометра ДРОН3М, регистрирующего дифракционную картину с помощью счётчика квантов.Результаты исследованийПодготовка пробы к лабораторному эксперименту и проведение самого эксперимента на дифрактометре ДРОН3Мвыполнялисьследующим образом.Отобранная для анализа проба грунта(рис. 1)истираласьв агатовой ступке до состояния тонкой пудры (оптимальный размер зерен 5 –40 мкм.).
Рисунок 1. Проба глины, отобранная для проведения анализа
Затем в неё добавляли2 –3 капли связующего агента, в качестве которого применяли5 %ный раствор клея БФ6 на этиловом спирте. После тщательного перемешивания полученная масса помещаласьв стандартную кювету. Для того чтобы у верхнего края кюветы поверхность пробы была ровной и совпадала с ним, её придавливают стеклянной пластиной. Во избежание текстурирования кристаллитов по плоскостям спайности поверхность пробы дезинтегрируют, срезая её стеклом или острым ножом. После высыхания образец готов к съемке.Для проведения лабораторного опыта подготовленная проба устанавливаласьв держателе гониометра и снималасьв расходящемся пучке рентгеновских лучей. При исследовании и образец,и счетчик поворачивалив горизонтальной плоскости вокруг общей вертикальной оси, в процессе чего угол падения лучей на плоскость образца постепенно возрастали счетчик последовательно измерялинтенсивность “отраженных” лучей под разными углами. Полученный спектр обрабатывалсяна ЭВМ методом сравнения с эталонной картотекой образцов. В результате обработки идентифицировалиминералы, входящие в состав исследуемой пробы, и рассчитывалиих взаимное процентное содержание.Данная методика подготовки к исследованию применялась как к пробе исходной породы (общий РСА), так и к пробе отмученной глинистой фракции (РСА отмученной глины).В таблице 1 представлены полученные результаты рентгеноструктурного анализа общей пробы породы, а в таблице 2 –отмученной глины. Минералы перечислены в указанных таблицах в порядке убывания их содержания в породе.За основу следует принять результаты общего рентгеноструктурного анализа, представленные в таблице 1. Они дают общие и наиболее полные сведения о минеральном составе изучаемой породы.Таблица 1. Результаты общего рентгеноструктурного анализа пробы грунта
№п/пНаименование минералаСодержание минерала, %1Смектит54,82Микроклин12,03Кальцит8,84Альбит8,05Кварц6,46Каолинит3,87Монтмориллонит3,58Хлорит1,39Гипс0,810Иллит0,6
В таблице 2 представлены результаты рентгеноструктурного анализа отмученной пробы исследуемой глины.В результате проведения ренгеноструктурногоанализа установлено,что исследуемый образец на 68,6 % состоит из минерала группы смектита.Таблица 2. Результаты рентгеноструктурного анализа отмученной пробы грунта
№ п/пНаименование минералаСодержание глинистого минерала, %1Смектит68,62Иллит18,43Каолинит7,54Железистый хлорит5,5
В результате проведения общего рентгеноструктурного анализа пробы грунта установлено, что анализируемая глина в большей степени состоит из представителей группы силикатов и их аналогов, подкласса листовые силикаты, трехслойные силикаты и алюмосиликаты, группы смектитов.Смектиты это минералы семейства монтмориллонита. "Смектит" английский синоним названия монтмориллонит. При более высокой активности К образуются иллиты, затем иллитсмектиты и смектиты, иллит гидромусковит и другие гидрослюды. В результате проведенных исследований установлено что анализируемый глинистый минерал относится к группе смектитовых или монтмориллонитовых глин.
Исследования проводились при финансировании Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научнотехнической сфере» («Фонд содействия инновациям») по программе конкурса «Участник молодежного научноинновационного конкурса» («УМНИК»)
Ссылки на источники1.Бокий,Г.Б. Систематика природных силикатов [Текст] / Г.Б. Бокий // Итоги науки и техники. Сер. Кристалохимия. Т.31.. –М.:Космосинформ, 19972.Пальчик,Н.А.Кристаллохимический анализ природного глинистого вещества разного генезиса [Текст] / Н.А. Пальчик, Т.Н. Григорьева, Т.Н.Мороз // Журнал структурной химии. Т.50..Новосибирск, 2009. С. 117122.3.Каныгина, О.Н.Монтмориллонит содержащая глина Оренбуржья как сырье для функциональных материалов [Текст] / О.Н. Каныгина, И.Н. Анисина, А.Г. Четвирикова, Е.В. Сальникова // Вестник ОГУ. –2013. № 10(159). С.315318.4.Везенцев, А.И. Обогащенные монтмориллонит содержащие глины как перспективное сорбционно активное средство при личении гнойных и воспалительных ран / А.И. Везенцев, М.В. Покровский, А.А. Шапошников, Гевара Хуан Хоссе, У.А. Круть // Сорбционные и хромотографические процессы. –2015. –Т.15. Вып.14. –С. 541548.
Результаты исследований монтмориллонит содержащей глины
методом рентгеноструктурного анализа
Аннотация.В работе представлена характеристика глины, месторождение которой располагается на территории Кинельского района, приведены результаты рентгеноструктурного анализа монтмориллонит содержащей глины и ее минеральный состав.Ключевые слова: глина, сорбент, рентгеноструктурный анализ, монтмориллонит, глинистое вещество.
В настоящее времянаиболее важнойпроблемойявляется обеспечение населения качественной и доступной продукцией сельского хозяйства. Для решения этого вопроса интенсивно принимаются меры по восстановлению сельского хозяйства. Увеличение продуктивности сельскохозяйственных животных сделало их более требовательными к соотношению уровня питательных и биологически активных веществ в кормах. Интенсивное использование сельскохозяйственных животных может приводить к таким последствиям как:нарушениеминерального обмена,нарушениефункциональной деятельности органов и отдельных систем организма, ухудшениеиспользования питательных веществ рациона, а так жеувеличениезатрат кормов на образованиеединицыпродукцииинарушению воспроизводительных способностей.С цельюповышения продуктивности и качества продукции всостав рационов сельскохозяйственных животных стали интенсивно вводитьнетрадиционные природные добавки, которые служат источникамимакро —и микроэлементов: цеолиты, травертины, бентониты, иллиты и др. В результате проведенных исследований установлено стимулирующее воздействие данных добавок на обмен веществ в организме и использование питательных веществ рационов, а,следовательно, и на повышение продуктивности сельскохозяйственных животных.На территории Поволжья расположены значительные запасы природных минеральных ресурсов, которые можно использовать в качестве добавок в состав рационов сельскохозяйственных животных для обогащения макрои микроэлементами, снижения кормового стресса и повышения продуктивности.Особый интерес представляет сырье, которое интенсивно используется в строительстве. К таким относятся легкоплавкие, тонкодисперсные глины, глинистые сланцы и суглинки.Известно,что практически все глины относятся к слоистым минералам, представляющим один из наиболее многочисленных подклассов класса силикатов [1].Среди глинистых образований наиболее широко представленыминералы группы смектита, особенностью которых является способность к внутрикристаллическому расширению изза слабой связи между слоями [2].Согласно имеющимся данным смектиты обладают адсорбционной способностью в отношении к веществам различной молекулярной массы[3].В настоящее время обогащенные монтмориллонит содержащие глины являются наиболее перспективными сорбентами с разбухающей кристаллической решеткой и способность к сорбции органических и неорганических веществ [4].Целью наших исследований является:
проведение рентгеноструктурного анализа глины;
определение минералогического состава глины.
Материал и методыДля определения минералогического состава глины, а так же так называемых ёмкостных свойств породы был проведен рентгеноструктурный (или как его ещё называют рентгенофазовый) анализ (РСА) проб изучаемого грунта. При этом были исследованы, как исходная проба породы (т.е. был выполнен общий рентгеноструктурный анализ породы), так и проба отмученной глинистой фракции породы. Последнее позволяет получить более детальное представление о видах и взаимном количественном соотношении содержащихся в породе глин.Рентгеноструктурный анализ был выполнен с помощью дифрактометра ДРОН3М, регистрирующего дифракционную картину с помощью счётчика квантов.Результаты исследованийПодготовка пробы к лабораторному эксперименту и проведение самого эксперимента на дифрактометре ДРОН3Мвыполнялисьследующим образом.Отобранная для анализа проба грунта(рис. 1)истираласьв агатовой ступке до состояния тонкой пудры (оптимальный размер зерен 5 –40 мкм.).
Рисунок 1. Проба глины, отобранная для проведения анализа
Затем в неё добавляли2 –3 капли связующего агента, в качестве которого применяли5 %ный раствор клея БФ6 на этиловом спирте. После тщательного перемешивания полученная масса помещаласьв стандартную кювету. Для того чтобы у верхнего края кюветы поверхность пробы была ровной и совпадала с ним, её придавливают стеклянной пластиной. Во избежание текстурирования кристаллитов по плоскостям спайности поверхность пробы дезинтегрируют, срезая её стеклом или острым ножом. После высыхания образец готов к съемке.Для проведения лабораторного опыта подготовленная проба устанавливаласьв держателе гониометра и снималасьв расходящемся пучке рентгеновских лучей. При исследовании и образец,и счетчик поворачивалив горизонтальной плоскости вокруг общей вертикальной оси, в процессе чего угол падения лучей на плоскость образца постепенно возрастали счетчик последовательно измерялинтенсивность “отраженных” лучей под разными углами. Полученный спектр обрабатывалсяна ЭВМ методом сравнения с эталонной картотекой образцов. В результате обработки идентифицировалиминералы, входящие в состав исследуемой пробы, и рассчитывалиих взаимное процентное содержание.Данная методика подготовки к исследованию применялась как к пробе исходной породы (общий РСА), так и к пробе отмученной глинистой фракции (РСА отмученной глины).В таблице 1 представлены полученные результаты рентгеноструктурного анализа общей пробы породы, а в таблице 2 –отмученной глины. Минералы перечислены в указанных таблицах в порядке убывания их содержания в породе.За основу следует принять результаты общего рентгеноструктурного анализа, представленные в таблице 1. Они дают общие и наиболее полные сведения о минеральном составе изучаемой породы.Таблица 1. Результаты общего рентгеноструктурного анализа пробы грунта
№п/пНаименование минералаСодержание минерала, %1Смектит54,82Микроклин12,03Кальцит8,84Альбит8,05Кварц6,46Каолинит3,87Монтмориллонит3,58Хлорит1,39Гипс0,810Иллит0,6
В таблице 2 представлены результаты рентгеноструктурного анализа отмученной пробы исследуемой глины.В результате проведения ренгеноструктурногоанализа установлено,что исследуемый образец на 68,6 % состоит из минерала группы смектита.Таблица 2. Результаты рентгеноструктурного анализа отмученной пробы грунта
№ п/пНаименование минералаСодержание глинистого минерала, %1Смектит68,62Иллит18,43Каолинит7,54Железистый хлорит5,5
В результате проведения общего рентгеноструктурного анализа пробы грунта установлено, что анализируемая глина в большей степени состоит из представителей группы силикатов и их аналогов, подкласса листовые силикаты, трехслойные силикаты и алюмосиликаты, группы смектитов.Смектиты это минералы семейства монтмориллонита. "Смектит" английский синоним названия монтмориллонит. При более высокой активности К образуются иллиты, затем иллитсмектиты и смектиты, иллит гидромусковит и другие гидрослюды. В результате проведенных исследований установлено что анализируемый глинистый минерал относится к группе смектитовых или монтмориллонитовых глин.
Исследования проводились при финансировании Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научнотехнической сфере» («Фонд содействия инновациям») по программе конкурса «Участник молодежного научноинновационного конкурса» («УМНИК»)
Ссылки на источники1.Бокий,Г.Б. Систематика природных силикатов [Текст] / Г.Б. Бокий // Итоги науки и техники. Сер. Кристалохимия. Т.31.. –М.:Космосинформ, 19972.Пальчик,Н.А.Кристаллохимический анализ природного глинистого вещества разного генезиса [Текст] / Н.А. Пальчик, Т.Н. Григорьева, Т.Н.Мороз // Журнал структурной химии. Т.50..Новосибирск, 2009. С. 117122.3.Каныгина, О.Н.Монтмориллонит содержащая глина Оренбуржья как сырье для функциональных материалов [Текст] / О.Н. Каныгина, И.Н. Анисина, А.Г. Четвирикова, Е.В. Сальникова // Вестник ОГУ. –2013. № 10(159). С.315318.4.Везенцев, А.И. Обогащенные монтмориллонит содержащие глины как перспективное сорбционно активное средство при личении гнойных и воспалительных ран / А.И. Везенцев, М.В. Покровский, А.А. Шапошников, Гевара Хуан Хоссе, У.А. Круть // Сорбционные и хромотографические процессы. –2015. –Т.15. Вып.14. –С. 541548.
