Characterization of homoionic Fe-type montmorillonite; Potential chemical species of iron contaminant

Fe型モンモリロナイトの特性評価; 不純物として生成した可能性のある鉄化学種

香西 直文   ; 稲田 貢一*; 安達 美総*; 川村 幸*; 樫本 裕輔*; 小崎 完*; 佐藤 正知*; 大貫 敏彦; 酒井 卓郎; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 江坂 文孝  ; 三田村 久吉

Kozai, Naofumi; Inada, Koichi*; Adachi, Yoshifusa*; Kawamura, Sachi*; Kashimoto, Yusuke*; Kozaki, Tamotsu*; Sato, Seichi*; Onuki, Toshihiko; Sakai, Takuro; Sato, Takahiro; Oikawa, Masakazu*; Esaka, Fumitaka; Mitamura, Hisayoshi

陽イオン交換サイトにFeイオンを吸着しているFe型モンモリロナイトは、ベントナイト緩衝材の理想的な変質生成物である。著者らは既報において、不活性ガス雰囲気でFeCl水溶液を用いることによって、ほぼすべての陽イオン交換サイトにFeイオンを吸着させたFe型モンモリロナイトを調製した。本研究では調製した試料中に生成した可能性がある鉄の不純物化学種について検討した。試料全体に少量の塩素イオンが残留していることがわかった。これは、FeCl溶液中でFeClが粘土に吸着したこと、さらに過剰塩除去処理中にFeClから解離するはずのClが粘土中に閉じこめられたためと考えられる。後者については、次の2つの理由が考えられる。まず、Feの吸着によって閉じた粘土層間からのCl拡散速度が遅いこと、あるいは残留したFeClの一部が溶解度の低い水酸化物に変化したことである。

Fe-montmorillonite with Fe ions occupying cation exchange sites is an ideal transformation product in bentonite buffer material. We previously prepared a Fe-montmorillonite sample using a FeCl solution under an inert gas condition. This study attempted to determine the potential contaminant iron chemical species in the sample. It was found that a small amount of Cl ions remained dispersed throughout the sample. The Cl ion retention may be due to the adsorption of FeCl in the initial FeCl solution and the subsequent containment of the Cl ions that are dissociated from the FeCl during excess salt removal treatment. The latter may be explained by the slow release of the remaining Cl ions from the collapsed interlayer of the montmorillonite or the transformation of a minor fraction of the remaining FeCl to iron (III) hydroxide chloride complexes having low solubility.