鉄-ベントナイト反応にかかわる実験的検討; 室温における10年程度の試験後試料の分析結果

Experimental study of iron-bentonite interactions; Analytical results of experimental sample conducted over a period of 10 years at room temperature

笹本 広   ; 陶山 忠宏

Sasamoto, Hiroshi; Suyama, Tadahiro

鉄とベントナイト(スメクタイト)の相互作用にかかわる知見を拡充するため、約10年間、室温で、蒸留水を用いて鉄粉とクニピアFを重量比1の条件で静置されていた試験試料を対象に、試験後の固相分析を行い、スメクタイトの変質の有無を調査した。主な結果を以下にまとめる。(1)試験後のベントナイトは、鉄との相互作用に伴い、灰緑色あるいは灰黒色に変色した。また試験溶液のpH, Ehは、試験前に比べて、アルカリ性,還元性に変化した(pH11.5程度,Eh -284mV vs.SHE)。(2)試験後固相(灰緑色及び灰黒色試料)のXRD分析,SEM及びTEM観察の結果、スメクタイトの変質を示唆する傾向は認められず、試験前のNa型スメクタイトが残存していると推定された。(3)これまでに考えられている鉄共存下におけるスメクタイトの変質メカニズムを参照しつつ、今回の分析結果について考察し、スメクタイトに著しい変化が生じなかった要因を検討した。また、試験後溶液の分析結果をもとに、変質生成物の安定性にかかわる熱力学的な検討を試みた。

For the better understanding of phenomena caused by iron-bentonite(smectite) interactions, experimental samples conducted over a period of 10 years at room temperature with mixture of distilled water, iron and bentonite (an iron/bentonite mass ratio of 1) were analyzed to identify the alteration behavior of smectite. Major results are summarized below. (1)The color of bentonite changed to grey-green or grey-black with interaction of iron material. The pH and Eh values of solution after the experiment also changed to more alkaline and reducing (pH around 11.5, Eh -284 mV vs. SHE) comparing with the initial condition. (2)Results of X-ray diffraction (XRD) analysis, Scanning Electron Microphotograph (SEM) and Transmission Electron Microphotograph (TEM) observation suggested that no alteration was occurred and the initial Na-type smectite would be remained.