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Reactions of salts with kaolinite at elevated temperatures. I

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

L. Heller-Kallai*
Affiliation:
Department of Geology, The Hebrew University, Jerusalem, Israel

Abstract

On heating at temperatures below 600°C kaolinite reacts with salts of alkali metals according to the equation

2SiO2 · Al2O3 · 2H2O + 2nMX → 2SiO2 · Al2O3 · nM2O + 2nHX + (2−n)H2O

The reaction commences with the dehydroxylation of the clay and is favoured by high solubility of the salt and small size of the alkali ion.

It appears that on dehydroxylation the clay becomes reactive and, concurrently, the water liberated dissolves adjacent salt particles and catalyses the reaction.

Infrared spectra indicate that alkali ions are incorporated directly into the aluminosilicate structure, without the formation of metakaolinite as a detectable intermediate. The initial product is disordered, but as n approaches 1, crystalline phases tend to be formed.

Résumé

Résumé

Lors du chauffage à des températures inférieures à 600°C la kaolinite réagit avec les sels des métaux alcalins selon la relation:

2SiO2 · Al2O3 · 2H2O + 2nMX → 2SiO2 · Al2O3 · nM2O + 2nHX + (2−n)H2O

La réaction commence par la déshydroxylation de l'argile, et est favorisée par la solubilité élevée du sel et par la dimension réduite de l'ion alcalin.

On constate que lors de la déshydroxylation l'argile devient réactive et que dans le même temps l'eau libérée dissout les particules de sel voisines et catalyse la réaction.

Les spectres infrarouges indiquent que les ions alcalins sont directement incorporés dans la structure de l'aluminosilicate, sans formation de métakaolinite comme intermédiaire détectable. Le produit d'origine est désordonné, mais lorsque n approche de 1 il y a tendance à la formation de phases cristallines.

Kurzreferat

Kurzreferat

Kaolinit reagiert beim Erhitzen auf Temperaturen unter 600° C mit Alkalimetallsalzen nach der Gleichung

2SiO2 ·Al2O3 · 2H2O + 2nMX → 2SiO2 · Al2O3 · nM2O + 2nHX + (2−n)H2O

Die Reaktion beginnt mit der Dehydroxylierung des Tons und wird durch hohe Löslichkeit des Salzes und durch geringe Grösse des Alkali-ions begünstigt. Es scheint, dass der Ton bei der Dehydroxylierung besonders reaktionsfähig wird und gleichzeitig das freigesetzte Wasser benachbarter Salzkristalle löst und somit die Reaktion beschleunigt. Infrarot-Spektren zeigen an, dass Alkali-ionen direkt in die Alumosilikatsstruktur eingebaut werden, ohne dass eine Metakaolinitbildung als Zwischenphase beobachtet wird. Das anfängliche Produkt ist ungeordnet, doch bilden sich mit Annäherung von n gegen 1 kristalline Phasen.

Resumen

Resumen

Calentándola a temperaturas inferiores a 600°C, la caolinita reacciona con sales de metales alcalinos según la ecuación

2SiO2 · Al2O2 · 2H2O + 2nMX → 2SiO2 · Al2O3 · nM2O + 2nHX + 2(−n)H2O

La reacción comienza con la deshidroxilación de la arcilla y se ve favorecida por la gran solubilidad de la sal y el tamaño pequeño del iōn alcalino.

Parece que al producirse la deshidroxilación, la arcilla se vuelve reactiva y, al mismo tiempo, el agua liberada disuelve partículas adyacentes de la sal y cataliza la reacción.

Los espectros infrarrojos indican que los iones alcalinos se incorporan directamente a la estructura del aluminosilicato, sin la formación de metacaolinita como fase intermedia detectable. El producto inicial es desordenado, pero al aproximarse n a 1, tienden a formarse fases cristalinas.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1978

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