Технология буровых растворов

Ионная адсорбция
[1, 4, 9] протекает под воздействием молекулярно-
поверхностных и электрических сил. Этот вид адсорбции в свою очередь мож-
но подразделить на эквивалентную, обменную и специфическую. Эквивалент-
ная адсорбция подразумевает поглощение катионов и анионов в эквивалентных 
количествах (молекула электролита адсорбируется целиком). Это может 
наблюдаться только при использовании слабых электролитов (например, изве-
сти) и объясняется тем, что к поверхности притягивается сначала тот ион, кото-
рый лучше адсорбируется, а затем он притягивает свой парный ион. При этом 
заряд поверхности не нарушается, а его физико-химические свойства могут су-
щественно измениться. Ярким примером такой адсорбции является снижение 
активности глинистых частиц при известковании бурового раствора. Обменная 
адсорбция происходит при избирательном поглощении одного из иона с одно-
временным вытеснением иона того же вида. При этом имеют место определён-
ные правила: обмен только в эквивалентных количествах, величина адсорбция 
тем больше, чем выше валентность и чем меньше радиус гидратированного 
иона. Этот вид адсорбции используется, в основном, для получения ингибиру-
ющих буровых растворов, в частности калиевых. Выбор иона калия в большин-
стве ингибирующих систем связан с особенностью его свойств, обусловленный 
отрицательной гидратацией. Специфическая адсорбция возможна тогда, когда 
поверхность избирательно поглощает ионы определённого вида для компенса-
ции заряда поверхности на отдельных участках, например адсорбция обменных 
катионов на базальных поверхностях глинистых минералов. 
Гидратированность поверхности глинистых частиц зависит от раскры-
тости гидроксидных поверхностей октаэдрических слоёв, «дефектности» 
кристаллической структуры минерала, ёмкости и состава обменных катио-
нов. В большей степени это характерно монтмориллонитовым глинам, что 
обеспечивает их высокую агрегативную и седиментационную устойчивость. 
Важную роль при этом играет вид обменного катиона. Например, монтмо-
риллониты, в обменном комплексе которых превалируют ионы натрия, луч-
ше диссоциируют в воде, поэтому их гидратированность и толщина 
гидратной оболочки выше, чем кальциевых глин. Тем более что в последнем 
случае высоко взаимное притяжение поверхности минерала и катиона.

---

11