方解石、白云石中Ca,Mg元素在碳酸溶液中的化学动力学

查明碳酸盐矿物中方解石、白云石与CO2、水相互作用规律能够为提高煤储层导流能力提供实验支撑.以沁水盆地余吾、寺河矿为研究背景,在不同温度、不同pH值条件下,进行单一方解石、白云石与碳酸溶液的化学动力学实验,通过原子吸收光谱仪(AAS)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段,探讨了Ca2+,Mg2+在反应液中的溶出规律以及固态元素变化规律、晶体变化、表面结构变化,建立了方解石、白云石的反应动力学模型.研究结果表明:方解石中Ca2+溶出量比白云石大,白云石中Ca2+溶出量比Mg2+大,Ca2+,Mg2+含量均随反应时间先增大后减小,并伴随震荡现象;各离子含量均随pH值减小而增大,随反应温度升高而减小,Mg2+含量受温度影响较小;固相物质中钙元素、镁元素含量均为先减小后增大,晶体特征峰强度也均有先减弱再增强的趋势;建立的化学动力学模型反映出温度越高,反应级数越大,浓度对化学反应影响越大;pH值越小,反应活化能越小,反应速率越大.