1ЗО Глава I Распространение, растворение и осаждение кремнезема

131 номером в растворе, который пересыщен по отношению к плоской поверхности. Следовательно, как показано на рис. 1.17, поверхность быстро заполняется в результате осаждения кремнечение 2 — 4 недель. П и этих словиях гел

д . р этих условиях гель испытывал синере- зема так что радиус кривизны поверхностного слоя во много зис до тех пор, пока не становился полностью твердым и не превращался в микрокристаллическое состояние, как это описано Олером [1646].

! Скорость осаждения коллоидного кремнезема . Si Частица

т-. зi Я

При обработке в аппаратах горячих геотермальных рассолов встречаются случаи, когда охлаждающая жидкость осаждает

~ о ~-~-~-~~-„Ь„. кремнезем на много порядков быстрее по сравнению с осажде-

Са s; нием молекулярного кремнезема. Такие отложения коллоидного кремнезема, без всяких исключений, являются гидратирован-

и и и ' ия ' н н ными, и несмотря на высокую твердость, имеют микропористую 999 99~99„„„, структуру. В таких случаях правомерно ожидать высоких ско- +b+b)b~~'C1~C1~~~~~-- ростей наращивания отложений кремнезема, так как осаждаются частицы с молекулярными массами в тысячи единиц Q-атом кислорода и диаметрами в несколько нанометров по сравнению с осаждением частиц мономерного кремнезема, состоящих из одиночных агрегатов Si02. Кроме того, следует ожидать и увеличения по-

Перестройка до состояристости отложений, соответствующей промежуткам между кол-

Частицы Я;О, ния сгла е кой поверхкос лоидными частицами.

10 ~,„.о Главное отличие в механизме осаждения состоит в том, что 1 — а Р

еа ." .О для осаждения коллоидных частиц требуется присутствие потенциального агента коагуляции. Такими агентами обычно являются многозарядные ионы металлов при их небольших кон- Исходная поверхность центрациях в растворе. Подобное действие оказывают и однозарядные ионы, например ионы натрия при концентрации примерно 0,3 н. При отсутствии ионов, вызывающих флокуляцию, Рис. 1.17. Флокулирующее действие иона кальция, которое сопровождается самопроизвольным эффектом цементирования, вызываемым растворением и в нейтральном или в щелочном растворе и коллоидная частица повторным осаждением растворимого кремнезема. чистого кремнезема, и кремнеземная 'поверхность подложки несут отрицательный заряд. Вследствие взаимного отталкивания частицы и подложки скорость соударения будет низкой. Однако раз больше, чем радиус коллоидных частиц. В действительности в данной области значений рН имеющиеся в растворе ионы ме- поверхность имеет тенденцию к заполнению и выравниванию. таллов частично адсорбируются на кремнеземных поверхностях, При быстром осаждении это представляется важным фактов результате чего после столкновения происходит адгезия ча- ром, поскольку небольшие коллоидные частицы в таком случае стицы с подложкой. Для того чтобы такой процесс осаждения с гораздо большей вероятностью будут слипаться с поверхколлоидных частиц на поверхности был возможен, концентра- ностью, чем друг с другом в суспензии. ция ионов металлов не должна быть слишком высокой, ибо Далее, присутствие небольших по размеру коллоидных чав противном случае может наблюдаться коагуляция коллоидных стиц, особенно в горячем золе, который затем охлаждается,

обеспечивает высокую степень пересыщения раствора, что вы-

Вероятно, процесс осаждения коллоидных частиц протекает зывает быструю полимеризацию имеющегося мономерного крем- необычайно быстро в том случае, когда такие частицы имеют незема в момент контакта между коллоидной частицей и по- диаметр менее 5 нм. Эти частицы находятся в равновесии с мо- верхностью (рпс. 1.17). Так, скорость оса'кдения увеличивается

9"