钻井液原理第二章粘土矿物ppt课件

1、粘土矿物粘土矿物和粘土胶体化学根底和粘土胶体化学根底钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往钻井液工艺原理电子教案第二章粘粘土土粘土粘土与钻与钻井的井的关系关系 1粘土作为钻井液的重要组成成分，配浆原资料。 2钻井过程中井眼的稳定性，泥页岩的主要组成部分，75%地层为泥页岩，90%的井壁不稳定发生在泥页岩。3油气层的维护，粘土矿物膨胀与钻井液配浆粘土堵塞。O前往前言前言2粘土：疏松的尚未固结成岩的以粘土矿物为主的50%堆积物。 3粘土岩俗称：泥页岩：粘土矿物经堆积、固结成岩作用后成为粘土岩。 1粘土矿物：细分散的2um含水的铝硅酸盐类矿物的总称，可进一步分为晶质具有晶体

2、构造的和非晶质，自然界中所见到的粘土矿物绝大多数是晶质的。 钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第一节 粘土矿物的晶体构造O前往一、粘土矿物的两种根本构造单元一、粘土矿物的两种根本构造单元1、硅氧四面体与硅氧四面体晶片、硅氧四面体与硅氧四面体晶片 硅氧四面体：有一个硅原子与四个氧原子，硅原子在四面体的中心，氧原子在四面体的顶点，硅原子与各氧原子之间的间隔相等，其构造见右图。顶氧 底氧 硅氧面体晶片：指硅氧四面体网络。硅氧四面体网络由硅氧四面体经过相临的氧原子衔接而成，其立体构造见右图。 2、铝氧八面体与铝氧八面体晶片 铝氧八面体：六个顶点为氢氧原子团，铝、铁或镁原子居于八

3、面体中央(如右图所示)。钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往第一节 粘土矿物的晶体构造氧或羟基铝氧八面体晶片：多个铝氧八面体经过共用的OH衔接而成的AL-O八面体网络3、晶片的结合、晶片的结合层面是O层面上是OHSi-O晶片Al-O晶片钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往第一节 粘土矿物的晶体构造晶层：四面体晶片与八面体晶片以适当的方式结合，构成晶层11：1型晶层：由一个硅氧四面体晶片与一个铝 氧八面体 晶片构成。22：1型晶层：由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体型晶层：由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体 晶片构成。晶片构成。氧原子氧

4、原子Si-O晶片Al-O晶片Si-O晶片第一节 粘土矿物的晶体构造1 1、根本概念、根本概念钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往二、几种常见粘土矿物的晶体构造二、几种常见粘土矿物的晶体构造1 1晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外 阳离子所置换，而晶体构造不变，产生过阳离子所置换，而晶体构造不变，产生过 剩电荷的景象。剩电荷的景象。Si-O四面体：Al3+取代Si4+Al-O八面体： Mg2+、Fe2+取代Al3+ 粘土带 负负电荷例例1 1：蒙脱石在不发生晶格取代时，其理想构造式为：蒙脱石在不发生晶格取代时，

5、其理想构造式为： Al4Si8O2(OH)4.nH2O Al4Si8O2(OH)4.nH2O 蒙脱石的实践构造式为： (1/2Ca,Na)x(MgxAl4-x)(Si8O20)(OH)4.nH2O例例2 2：伊利石在不发生晶格取代时，其理想构造式为：伊利石在不发生晶格取代时，其理想构造式为： Al4 Al4Si8O20Si8O20OHOH4 4 伊利石的实践构造式为： (K)xAl4(Si8-xAlx)O20(OH)202 2阳离子交换容量阳离子交换容量C.E.C) C.E.C) 定义：分散介质PH=7时，100g粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数以一价阳离子毫摩尔数表示。C.E.C可用来表示

6、粘土在水中带电性的多少，它与粘土的水化分散、吸附等性质亲密相关。3造浆率：一吨干粘土所能配制粘度表观粘度为造浆率：一吨干粘土所能配制粘度表观粘度为 15mPa.s钻钻 井液的体积数，井液的体积数，m3/T。造浆率粘土的水化分散才干2、几种常见粘土矿物的晶体构造、几种常见粘土矿物的晶体构造1高岭石高岭石晶体构造表示图高岭石特点高岭石特点Si-OAl-OOHOA、1：1型粘土矿物B、几乎不存在晶格取代，负电量少C、晶层间引力以氢键为主，引力强，晶层间距C=7.2问题：高岭石属非膨胀性粘土矿物，为什么？ 高岭石上下相临的层面，一面为OH面，另一面为O面，而O与OH很容易构成氢键，层间引力较强，晶层间

7、衔接严密，水分子不易进入晶层。D D、C.E.CC.E.C低低3-15 mmol/100g)3-15 mmol/100g)在三种常见的粘土矿物中，高岭石的在三种常见的粘土矿物中，高岭石的.E.C.E.C最低。最低。缘由在于高岭石几乎不存在晶格取代，所以带负缘由在于高岭石几乎不存在晶格取代，所以带负电荷很少，周围吸附的阳离子数目少，可发生交电荷很少，周围吸附的阳离子数目少，可发生交换的阳离子数目就更少了，所以换的阳离子数目就更少了，所以C.E.CC.E.C小。小。、造浆率低、造浆率低高岭石晶层间以氢键为主，引力较强，晶层间衔接高岭石晶层间以氢键为主，引力较强，晶层间衔接严密，水分子不易进入晶层间

8、，水化作用仅限于外外严密，水分子不易进入晶层间，水化作用仅限于外外表，故水化分散才干差，造浆率低。表，故水化分散才干差，造浆率低。蒙脱石蒙脱石Al-OSi-OSi-OSi-OSi-OAl-O蒙脱石晶体构造表示图蒙脱石晶体构造表示图蒙脱石特点蒙脱石特点A、2：1型粘土矿物型粘土矿物B、存在晶格取代，取代位置主要在、存在晶格取代，取代位置主要在AL-O八面体中，即八面体中，即AL3+被被Mg2+、Fe2+和和Zn2+等取代，产生的负电荷由等量的等取代，产生的负电荷由等量的Na+或或Ca2+来平衡。来平衡。 C、晶层间引力以分子间力为主，引力弱，晶层间距、晶层间引力以分子间力为主，引力弱，晶层间距C

9、=9.6- 40，属膨胀型粘土矿物，为什么？，属膨胀型粘土矿物，为什么？ 蒙脱石上下相临的层面皆为O面，晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进入晶层。 蒙脱石由于晶格取代产生较多的负电荷，在它周围必然会吸附等电量的阳离子，水化阳离子给粘土带来厚的水化膜，使蒙脱石膨胀。D、C.E.C 大大70-130 mmol/100g土土) 、造浆率高、造浆率高 蒙脱石晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进入晶层，引起蒙脱石水化膨胀。 蒙脱石负电荷多，吸附阳离子数量，水化阳离子给粘土带来厚的水化膜，使蒙脱石水化膨胀。 由于蒙脱石具有很强的水化膨胀才干，造浆率高，所以它是钻井泥浆的主要配

10、浆资料。缘由在于蒙脱石存在晶格取代，所以带负电荷较多，周围吸附的阳离子数目较多，可发生交换的阳离子数目多，所以C.E.C大。3伊利石伊利石 伊利石晶体构造表示图伊利石晶体构造表示图伊利石特点伊利石特点 Al-OSi-OSi-OK+A、2：1型粘土矿物型粘土矿物B、存在晶格取代，取代位置主要在、存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四面体中，且取代数目比蒙脱石四面体中，且取代数目比蒙脱石多，产生的负电荷由等量的多，产生的负电荷由等量的K+来平来平衡。衡。C、晶层间引力以静电力为主，引力、晶层间引力以静电力为主，引力强，晶层间距强，晶层间距C=10，属非膨胀型粘，属非膨胀型粘土矿物。为什么？土矿物。

11、为什么？ 由于伊利石取代位置主要在由于伊利石取代位置主要在Si-OSi-O四面体中，产生的负四面体中，产生的负电荷离晶层外表近，与吸附的电荷离晶层外表近，与吸附的K+K+产生很强的静电力，层间产生很强的静电力，层间引力较强，水分子不易进入晶层引力较强，水分子不易进入晶层. . K+ K+的大小刚好嵌入相邻晶层的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格构成的空穴中，间的氧原子网格构成的空穴中，周围有周围有1212个氧与它配伍，起到衔个氧与它配伍，起到衔接作用，水分子不易进入晶层；接作用，水分子不易进入晶层；D、C.E.C 大介于高岭石与蒙脱石之间大介于高岭石与蒙脱石之间20-40mmol/100g土土

12、) 蒙脱石由于晶格取代作用产生的负电荷由蒙脱石由于晶格取代作用产生的负电荷由K+K+来平衡，由于来平衡，由于蒙脱石取代位置主要在蒙脱石取代位置主要在Si-OSi-O四面体中，产生的负电荷离晶层四面体中，产生的负电荷离晶层外表近，故与外表近，故与K+K+产生很强的静电力，产生很强的静电力， K+ K+不易交换下来。不易交换下来。 K+ K+的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格构成的空穴的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格构成的空穴中，起到衔接作用，周围有中，起到衔接作用，周围有1212个氧与它配伍，因此，个氧与它配伍，因此， K+ K+衔衔接通常非常结实，不易交换下来。接通常非常结实，不易交换下

13、来。、造浆率低、造浆率低 普通情况下，随着地层深度的添加，伊利石含量添加蒙脱石含量减少，因此，下部地层缩径景象少，以剥落掉块、坍塌为主。 海泡石族 海泡石俗称抗盐土，属链状构造的含水铝镁硅酸盐矿物，主要包括：海泡石、凹凸棒石、坡缕缟石等。它的晶体构造多为纤维状，其特点是：硅氧四面体所组成的六角环都依上下相反方向对列，并且相互间被其它的八面体氧或氢氧群所衔接，铝或镁位居八面体的中央，同时，构造中还保管了一系列的晶道，具有极大的内部外表，水分子可以进入内部孔道。 实验证明，海泡石和凹凸棒石不仅抗盐性好，抗温性亦比膨润土好。目前钻井中运用的海水钻井液、盐水饱和盐水钻井液普通运用海泡石配浆，而抗高温钻

14、井液那么普通运用凹凸棒石作为配浆粘土，性能要比普通造浆土好得多。 钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往第二节第二节 粘土的性质粘土的性质一、带电性一、带电性前言前言定义：指粘土矿物在与水接触时的带电符号和带电量定义：指粘土矿物在与水接触时的带电符号和带电量粘土带电性验证：电泳实验粘土在水中移向正极，带负电荷粘土带电性验证：电泳实验粘土在水中移向正极，带负电荷 电荷产生缘由电荷产生缘由电荷来源值等的影响受粘土表面化学变化和表面电荷（可变电荷）晶格取代永久电荷（构造电荷）pH1、永久电荷 晶格取代：粘土矿物晶体构造中一部分阳离子被另外一部分阳离子所取代置换，但晶体构造不

15、变的景象。 由于晶格取代是低价阳离子取代了高价阳离子，产生了过剩的负电荷，因此，普通情况下粘土带负电。 伊利石与蒙脱石相比虽晶层构造一样但由于晶格取代位置不同，因此层面电荷密度不同，水化难易程度不同。 2、外表羟基与、外表羟基与H+与与OH-的反响可变电荷的反响可变电荷在酸性环境中：羟基与在酸性环境中：羟基与H+反响，粘土带正电性。反响，粘土带正电性。Al-OH + H+ Al+ + OH-在碱性或中性条件下：羟基与在碱性或中性条件下：羟基与OH-反响，粘土带负电性。反响，粘土带负电性。Al-OH + OH- Al-O- + H2O3、吸附、吸附吸附负电性离子OH-、SiO32-：使粘土负电性

16、添加吸附正电性离子NW-1：使粘土负电性减少分类换离子交换吸附，离子交化学吸附，化学键力力等物理吸附，氢键，分子粘土矿物带电量 粘土带电量通常用C.E.C表示， C.E.C越大，阐明粘土所带负电荷越多，三种常见粘土矿物的C.E.C大致如下。矿物名称C.E.C高岭石3-15蒙脱石70-130伊利石20-40思索题：为什么伊利石单位晶胞所带负电荷比蒙脱石多，而C.E.C却比蒙脱石小？ CEC：pH值等于7的水溶液中1千克粘土中可被交换出来的阳离子电荷总数。 常见粘土矿物带电性区别矿物名称带电原因（主）电荷分布C.E.Cmmol/100g土高岭石解离边缘3-15蒙脱石晶格取代AL-O八面体70-13

17、0伊利石晶格取代SI-O四面体20-40影响要素：粘土类型；分散程度；CEC；pH值等 第三节 粘土的水化膨胀作用 一、定义一、定义 水化：粘土矿物外表容易吸附较多水分子的特性。水化：粘土矿物外表容易吸附较多水分子的特性。 膨胀：粘土吸水后体积增大的性质。膨胀性是衡量粘土亲膨胀：粘土吸水后体积增大的性质。膨胀性是衡量粘土亲 水性的目的，亲水性越强，吸水量越大，水化膨胀越厉害。水性的目的，亲水性越强，吸水量越大，水化膨胀越厉害。 钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性二、水化膨胀机理二、水化膨胀机理 各种粘土都会吸水膨胀，只是不

18、同的粘土矿物水化膨胀的程度不同而已。粘 土水化膨胀受三种力制约：外表水化力、浸透水化力和毛细管作用。(1)外表水化外表水化 定义：由粘土晶体外表直接吸附水分子和经过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子而导致的水化。 外表水化机理 直接水化：粘土外表上的H+和OH-经过氢键吸附水分子间接水化：经过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子 (2) 浸透水化浸透水化 定义：由于晶层间阳离子浓度大于溶液内部 的阳离子浓度，因此发生水的浓差分散，使水进入晶层. 作用机理：浓差分散二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性O前往分散双电层的构成：分散双电层的构成：+滑动面吸附的可交换阳离子解离, 构成分散双电

19、层,产生负电性,晶层间相互排斥,间距增大,表现出膨胀性水(3) 粘土的膨胀粘土的膨胀膨胀后分散二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性O前往(4)评价方法：吸水量法和膨胀量法吸水量：总吸水量，单位分量土吸附水的总量分量或质量；比亲水量：单位外表积吸水量相当于外表水化膜厚度。 泥页岩比亲水量界面物理化学含义表示图泥页岩比亲水量界面物理化学含义表示图 二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性O前往 膨胀量：单位分量粘土的膨胀体积体积不受限制，另外一种表示方法水化应力，即体积坚持不变时，泥页岩水化所产生的应力效应。 123传感器二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性O前往5粘土矿物水化膨胀的

20、影响要素a. 粘土的带电量，添加，膨胀性增大b. 粘土矿物种类，蒙脱石伊利石高岭石c. 粘土矿物补偿可交换阳离子种类有关，如钙土Ca2+晶层间距最大可达1.7nm，而钠土Na+晶层间距可达4nm。d. 溶液中的离子浓度，离子浓度添加，严重紧缩双电层结果： e. 温度、湿度等条件有关不易水化水化膜斥力下降下降双电层斥力)(二、二、 粘土的水化膨胀性粘土的水化膨胀性O前往第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O前往三、三、 粘土的吸附性粘土的吸附性1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部界面浓度大于内部 浓度

21、浓度的景象。的景象。 吸附质：被吸附的物质钻井液处置剂吸附质：被吸附的物质钻井液处置剂 吸附剂：吸附吸附质的物质粘土吸附剂：吸附吸附质的物质粘土物理吸附：范德华引力引起，普通无选择性， 吸附热较小，容易脱附2、吸附分类、吸附分类化学吸附：化学键力引起，具有选择性，吸附热较大，不易脱附。例：阴离子和非离子处置剂在粘土上的吸附例：阳离子处置剂在粘土上的吸附1离子交换吸附粘土矿物外表上离子通常为补偿性阳离子与溶液中同号离子间的交换作用。如自然界中的膨润土即蒙脱土绝大多数为钙蒙脱土，可转化为钠蒙脱土， Ca2+土+Na2CO3 2Na+土+CaCO32特点同号、等电量、可逆3影响要素a. 离子价数 离

22、子价数越大越容易发生离子交换b. 离子半径 离子半径越大离子水化半径越小，离子的吸附性越强交换才干越大，通常离子的交换才干由弱到强的陈列顺序为Li+Na+K+(NH4+)Mg2+Ca2+Ba2+Al3+Fe3+5um时，就没有布朗运动颗粒在液体介质中遭到的净重力为： F1=4/3r3(-0)gc. 介质粘度 固体颗粒在液体介质中的下沉速度为：v =2r2(-0)g/92聚结稳定性影响要素聚结稳定性影响要素3、聚结稳定性影响要素、聚结稳定性影响要素 1粒子间作用力粒子间作用力引力：范德华引力斥力静电斥力分散双电层水化膜斥力水分子在粒子周围定向陈列电解质浓度反离子价数反离子直径紧缩分散双电层负电性

23、斥力紧缩分散双电层负电性斥力水化半径越容易接近粒子紧缩分散双电层 负电性斥力 3静电稳定实际：胶体质点之间存在着Van der Waals范德华引力、范氏力吸引作用，而质点在相互接近时，又由于双电层的重叠而产生静电排斥作用，胶体的稳定性就取决于质点之间吸引力与排斥力作用的相对大小。20世纪40年代，由前苏联科学家Derjaguin、Landau和荷兰科学家Verwey、Overbeek提出了关于各种外形质点之间的相互吸引能与双电层排斥能的计算方法，并据此对憎液胶体的稳定性进展了定量处置，此即为胶体稳定性的DLVO实际。它是目前对胶体稳定性，以及电解质对胶体稳定性的影响解释得比较完善的实际。假设

24、胶体颗粒在布朗运动中相互碰撞时，吸力大于斥力，那么胶粒聚结变大，失去聚结稳定性，从而失去体系稳定；反之，当斥力大于吸力时，粒子碰撞后马上分开，坚持分散形状，体系坚持其稳定性。 4两个溶胶粒子间的吸力 溶胶粒子间的吸力实践上是范德华力，指的是以下三种涉及偶极子的长程相互作用：两个永久偶极子之间的相互作用、永久偶极子与诱导偶极子间的相互作用以及诱导偶极子之间的色散相互作用。这三种相互作用全系负值，即相互吸引，其大小与分子间间隔的6次方成反比。但是溶胶粒子与单个分子不同，它是许多分子的聚集体，因此，溶胶粒子间的引力是胶体粒子中一切分子引力的总和。溶胶粒子的引力与间隔的3次方成反比，属于 “远程范德华

25、引力，它甚至在分开颗粒外表100nm或更远的间隔上仍其作用。 两个溶胶粒子间引力的数学表达式：对于同一物质，半径为a的两个球形溶胶粒子之间的引力位能相互作用能其中：A哈马克Hamaker常数，10-1910-20J；H两球之间的最短间隔。 HAaVA12/对于两彼此平行板胶体粒子如粘土胶体之间的引力位能： 212/DAVA其中：D两平行板间的间隔。 以上两式是指在真空中物质的两胶粒或分子在近间隔时的相互作用，对于分散在介质中的胶粒，那么应该用有效Hamaker常数来替代。如胶体颗粒1浸没于介质2中，那么 1222111212AAAA221112AAA由于 所以 22211121AAA 可以看出

26、，A121总是正值，即一种颗粒分散在另外介质中，总是要相互吸引的，所以胶体是不稳定的。另外A121总小于A11，阐明浸没在介质中的颗粒，相互吸引力是减弱的。 5胶粒间的斥力 胶粒间的斥力来源于两方面：一是静电斥力；一是溶剂化膜水化膜斥力。 胶粒间的静电斥力是由分散双电层引起的。布朗运动呵斥胶体粒子沿着滑动面错开，使胶粒带电，于是胶粒间产生静电斥力。胶粒间静电斥力的大小取决于电动电势的大小，两个胶粒之间的静电斥力与电动电位的平方成正比。电动电位的大小与分散双电层中反粒子的多少、离子水化膜的厚薄亲密相关。 实验证明，在胶粒周围，会构成一个溶剂化膜水化膜。对于水化膜来说，膜中的水分子是定向陈列的。当

27、胶体粒子相互接近时，水化膜被挤压变形，但引起定向陈列的引力力图使水分子恢复原来的定向陈列。因此水化膜表现为弹性，成为胶粒接近的机械阻力。另外水化膜中的水和体系中的自在水相比，有较高的粘度，从而添加了胶体粒子之间的机械阻力，这些阻力统称为水化膜斥力。总之，水化膜的厚度与双电层的厚度相当。当然，他还会受电解质浓度的影响，当电解质浓度增大时，分散双电层厚度变小，水化膜的厚度也会随之变薄。 两双电层交联区的电势分布 6胶粒间吸引能与排斥能的总和溶胶粒子间的位能是吸引能与排斥能之和。即：V=VA+VR 该图表示两个带有一样电荷的胶粒相互趋近时，系统的总位能随间隔的变化规律。横坐标表示两个粒子之间的间隔，

28、纵坐标表示斥力能正值与吸引能负值，VR表示斥力能曲线，VA表示吸引能曲线，B表示总位能曲线。 两个胶体粒子由远及近，由于斥力能的作用稍远，而引力能的作用范围较小，当离子氛尚未重叠时，粒子间的“远程引力能在起作用，即吸引能占优势，曲线在横轴以下，总位能为负值，出现第二极小值，粒子之间开场絮凝；随着间隔逐渐减少，离子氛分散双电层重叠，斥力能逐渐起作用，总位能逐渐上升为正值。当两个胶粒接近到一定间隔时，总位能到达最大，出现一个斥能峰势垒E0，只需粒子的动能超越这一点时才干聚沉，因此该斥能峰往往是溶胶稳定性的标志。越过该点引力随着间隔的减小而迅速添加，总位能迅速减小，出现第一极小值，粒子发生聚结。 胶

29、体粒子间的作用位能与其间隔的关系 由上可以看出，絮凝和聚结是两个不同的概念。胶粒处于第二极小值时，表现为絮凝形状，絮凝时颗粒间的衔接力较弱，可迅速散凝，是可逆的。胶粒处于第一极小值范围时，表现为聚结形状，它是不可逆的分散。 7影响聚结稳定性的要素胶体粒子之间的引力能是永久存在的，当胶体粒子处于稳定形状时，引力能被斥力能所抵消而已。普通说来，外界要素很难改动吸引力的大小，但要改动分散介质中的电解质浓度和价态势比较简单的，而这也是影响胶粒之间斥力能的主要要素。a. 电解质浓度的影响 电解质浓度对电动电位的影响 在低、中等浓度电解质存在时，总位能存在一个最大值，随着电解质浓度的升高，斥能峰势垒逐渐降

30、低，当电解质浓度非常高时，除胶体粒子非常接近的间隔处，其他任何间隔上都是吸引能占优势，因此，胶体颗粒在这种情况下，会迅速聚结。而中等电解质浓度条件下，由于“远程斥能的作用，聚结过程会大大延缓，低电解质浓度条件下，由于存在明显的“远程 斥力作用，居结果成往往会很慢。 b. 反粒子价数的影响 电解质对溶胶聚结稳定性的影响通常用聚沉值和聚沉率两个目的进展定量描画。聚沉值临界聚沉浓度：可以使溶胶发生聚沉的最低电解质浓度。由于各种电解质的正负离子不同、离子价数不同，所以各种电解质的聚沉值不同。另外聚沉值还与溶胶的性质、含量、介质的性质以及温度、pH值等要素有关，因此它只是一个相对值。但是假设条件上述条件

31、确定的话，电解质对某一溶胶的聚沉值就是一定的。因此，聚沉值可以这样描画，在指定条件下，可以使胶体发生明显聚沉景象的最低电解质浓度，单位：mmol/l。聚沉值越小，电解质的聚沉才干越强。 聚沉率：聚沉值的倒数。聚沉滤越大，电解质的聚沉才干越强。 舒采-哈迪Schulze-Hardy规那么：分别研讨了电解质对不同溶胶的聚沉值，结果阐明，电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的反离子，反离子价数越高，聚沉值越小，聚沉率就越大。实验总结出的规律：M+：M2+：M3+=100：1.6：0.3=(1/1)6：(1/2)6：(1/3)6 括弧中的分母表示反离子的价数，即电解质的聚沉值与反离子价数的6次方

32、成反比，这个规律称为舒采-哈迪Schulze-Hardy规那么。 c. 反离子大小的影响反离子大小的影响同价离子的聚沉率相近，但仍存在一定差别，特别是一价离子的差别同价离子的聚沉率相近，但仍存在一定差别，特别是一价离子的差别比较明显，按各离子聚沉才干进展排序，一价阳离子的陈列顺序为：比较明显，按各离子聚沉才干进展排序，一价阳离子的陈列顺序为：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+一价阴离子的陈列顺序为：一价阴离子的陈列顺序为：F-IO3-H2PO4-BrO3-Cl-ClO3-Br-I-CNS- 同价离子聚沉才干的次序称为感胶离子序，与水化离子半径从小到大同价离子聚沉才干的次序称为感胶离子序，

33、与水化离子半径从小到大的次序大致一样，主要缘由能够是水化离子半径越小，越容易接近胶体离的次序大致一样，主要缘由能够是水化离子半径越小，越容易接近胶体离子。子。 为什么没有高价离子的感胶离子序呢？这主要是由于，对于高价离子为什么没有高价离子的感胶离子序呢？这主要是由于，对于高价离子而言，离子价数是影响电解质聚沉才干的主要要素，而离子的大小那么相而言，离子价数是影响电解质聚沉才干的主要要素，而离子的大小那么相对不太明显。电解质聚沉值与离子价数的对不太明显。电解质聚沉值与离子价数的6次方成正比。次方成正比。 d. 同号离子的影响 与胶粒所带电荷一样的离子称为同号离子，普通说来，它们对胶体具有一定的稳

34、定作用，可以降低反离子的聚沉才干，但有机高聚物聚电解质除外，即使与胶粒带电一样，也能被胶粒所吸附。 e. 相互聚沉景象 普通情况下，带一样电荷的两种溶胶混合后不会发生变化当然也有例外，假设将两种相反电荷的溶胶混合，那么会发生聚沉景象，这种景象称为相互聚沉或互沉。聚沉的程度与两胶体的比例有关， 在等电点附近聚沉最完全； 两胶体比例相差较大时， 那么沉淀不完全。 普通解释是两种胶体上的电荷相互中和，但不够完好，由于除了电性中和以外，两种胶体上的稳定剂也能够相互作用构成沉淀，从而破坏了胶体的稳定性。稳定剂一种稳定正离子，一种稳定负离子，本身的性质是截然相反的，因此，稳定剂也能够相互作用构成沉淀。 例

35、如：工业上污水处置，经常就运用明矾氢氧化铝的结晶体，由于水中悬浮物普通带负电，而明矾的水解产物Al(OH)3带正电，两种带电相反的胶体就会相互吸引而聚沉，从而到达净水的效果。 5、高分子的稳定与絮凝作用、高分子的稳定与絮凝作用 1空间稳定作用空间稳定作用 DLVO实际属于静电稳定实际，它的出发点之一是质点的双电层重叠，同性电荷之间发生排斥作用。这种作用在实际属于静电稳定实际，它的出发点之一是质点的双电层重叠，同性电荷之间发生排斥作用。这种作用在水分散体系中是比较适用的。但是，在非水介质中双电层的作用相当微弱模糊；或者是在水体系中，参与非离子水分散体系中是比较适用的。但是，在非水介质中双电层的作

36、用相当微弱模糊；或者是在水体系中，参与非离子外表活性剂或有机高分子，往往能使胶体体系的稳定性得以提高，其缘由普通不是由于胶体粒子的电动电势提高了，外表活性剂或有机高分子，往往能使胶体体系的稳定性得以提高，其缘由普通不是由于胶体粒子的电动电势提高了，而往往是电动电势而往往是电动电势电势常由于这些物质的参与而降低。所以现实阐明，除了电的要素以外，还有其它的稳定机构电势常由于这些物质的参与而降低。所以现实阐明，除了电的要素以外，还有其它的稳定机构稳定机理在起作用，即质点外表上的大分子吸附层阻止了质点间的聚结，我们称之为大分子的空间稳定作用室稳定机理在起作用，即质点外表上的大分子吸附层阻止了质点间的聚结，我们称之为大分子的空间稳定作用室内常称作护胶作用。如在墨汁中参与树胶，防止炭粉的聚结；钻井液中参与高分子聚合物也是为了钻井液更加稳定。内常称作护胶作用。如在墨汁中参与树胶，防止炭粉的聚结；钻井液中参与高分子聚合物也是为了钻井液更加稳定。2高分子的絮凝作用 高分子聚合物具有空间稳定作用，我们知道了，但是他还有另外一方面作用，与稳定作用相反的一方面作用，絮凝作用。既然说它有