(2)分散悬浮性
蒙脱石矿物的晶层间易进入水分子,使晶层分离,蒙脱石颗粒以单一晶胞或晶层面的平行叠置状态存在于液体中,再由于蒙脱石晶胞带有负电性,晶胞间彼此相斥,所以蒙脱石矿物以胶体分散状态存在于水溶液中,当pH>7时更有助于膨润土的分散悬浮性。
(3)离子交换性
由于蒙脱石晶胞内高价离子Si4+、Al3+可被低价阳离子同晶置换,致使单位晶层中的电荷不平衡,出现过剩的负电荷。晶胞所带负电荷一部分由八面体晶片中-OH置换O2-来补偿,另一部分通过静电吸附低价阳离子平衡,这些被吸附的阳离子具有交换性。最常见的可交换阳离子是Ca2+和Na+。离子浓度相同时,高价阳离子易置换低价阳离子;当离子同价时,半径大的离子水化弱,易被黏土吸附,交换吸附能力大;离子浓度不同时,电价低而浓度高的离子也能够置换高电价低浓度的离子,而且离子交换吸附与脱附是一个动态平衡过程,达到交换吸附平衡需要一定的时间。
(4)对有机物的吸附性
蒙脱石中硅氧四面体或铝氧八面体中的Si4+离子或Al3+离子被其他低价阳离子取代的晶格置换引起内部电荷不平衡,形成负电荷吸附中心,从而具有吸附各种阳离子和极性分子的能力,所以蒙脱石晶层间和晶胞表面能吸附多种有机分子。同时由于蒙脱石独特的双八面体结构和层状组合具有较大的比表面积(456~676 m2/g),因而其对大分子有机物也具有高度的选择吸附性。蒙脱石对有机物的吸附有交换吸附和物理吸附两种。交换吸附可以是共价键结合,如CH2 N2遇到H-蒙脱石形成-Si-OCH3;也可以是离子键结合,如Na-蒙脱石与有机胺盐作用,有机胺盐阳离子取代Na+形成R-NH3-蒙脱石复合物。物理吸附通常在高温或有机溶剂中进行,层间含有高价态金属阳离子的蒙脱石对特定有机分子有较强的吸附能力,对垃圾渗沥液中有机物具有较好的吸附效果。
通过对Cd2+和Pb2+的吸附性研究,高岭石的稳定吸附能力最低,蒙脱石的稳定吸附能力最高。因此蒙脱石含量越高,越有利于阻止垃圾渗沥液对地下水的污染;黏性土中黏粒含量的增高不仅有利于阻止重金属离子的径流扩散,而且也有利于阻止重金属离子的化学扩散;黏性土中CaCO3的存在有利于使重金属离子呈稳定态吸附。
(5)化学稳定性与无毒性
蒙脱石在室温下不与碱、氧化剂、还原剂反应,具有较好的化学稳定性。膨润土对人、畜、植物无毒害和腐蚀作用,对人体皮肤无刺激,对神经和呼吸系统无影响。
2)粉煤灰
粉煤灰基本是由低铁玻璃珠、多孔玻璃体及多孔碳粒组成,是一种多孔性的固相物质,孔隙度一般可达60%~70%。粉煤灰的多孔性及组分特点均使其具有较优良的吸附和过滤性能,因此经常在水处理中使用。根据赵雅芝、朱国营等的研究,粉煤灰对重金属离子具有一定的吸附能力,能有效地降低渗沥液中COD、BOD5和三氮的浓度。同时加入粉煤灰可降低浆材固结体的渗透系数。
表2.5 我国40个大型电厂粉煤灰的化学成分分析统计值
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