伊利石中si/al元素在碳酸溶液中溶解的动力学特征

？查明碳酸溶液与伊利石矿物（煤层主要黏土矿物之一）的反应特征，能够为煤层气井注co2提高采收率（ecbm）工艺泵注参数优化及储层物性变化分析提供理论依据。为此，以沁水盆地潞安矿区余吾、常村矿煤样为例，测试了煤样中黏土矿物的含量，进行了25℃、35℃、45℃条件下，单一伊利石矿物与不同酸度碳酸溶液的反应实验；应用分光光度计、x射线衍射仪、能谱仪测试分析了反应液中si、al元素含量和反应前后伊利石结构与元素变化的情况，得出了si元素溶出的反应动力学模型，并求取了si元素溶出的表观活化能。实验结果表明：①当溶液ph值和反应时间相同时，si元素的溶出量随温度的升高而增大，而al元素的溶出量变化却很小；②当溶液ph值和温度相同时，随反应时间增加，si元素含量呈先增加后减小的趋势，并有一定的振荡，且温度越高，si元素达到溶出最大值的时间越短，而al元素溶出速率较快，迅速达到溶出平衡；③si元素的溶出符合扩散控制的界面反应模型，ph值越低，si元素越易于溶出，表观活化能越小；④由于碳酸酸性较弱，伊利石与其反应后，晶体结构未发生明显的破坏。