9. Механизм массопереноса химических элементов при их миграции. Диффузия, инфильтрация. Метасоматоз.

Механизм массопереноса между ансамблями и разреженной фазой слоя обусловлен двумя факторами. Второй механизм массопереноса - миграция - связан с перемещением заряженных частиц под действием электрического поля, которое создается за счет омического падения потенциала при прохождении через раствор электрического тока. При протекании катодных процессов миграция ускоряет доставку к поверхности электрода катионов и замедляет подвод анионов. Создавая избыток постороннего индифферентного электролита ( фона), можно резко уменьшить омическое падение потенциала в растворе и тем самым элиминировать миграцию. При внешнедиффузионном механизме массопереноса прекращение перемешивания раствора на некоторое время не изменяет скорости процесса после возобновления перемешивания, так как при этом возобновляется градиент концентрации между внешней и внутренней границей пристенного вязкого слоя раствора. Мало влияет на скорость внешнего массопереноса и концентрация раствора. Это свойство внешнего массопереноса обычно используется для выявления стадии, контролирующей скорость адсорбции в условиях эксперимента. Разумеется, градиент удельной адсорбции в направлении, радиуса зерна адсорбента и достигнутая степень приближения удельной адсорбции к равновесной величине также не отражаются на скорости адсорбции до тех пор пока скорость внешнего массопереноса остается лимитирующей стадией процесса. По этому признаку также можно судить о том, какая из стадий массопереноса контролирует процесс адсорбции. Зависимость толщины пограничного слоя жидкости Ал, обтекающей зерно адсорбента, от режима течения ( критерия Рейнольдса Re. При внешнедиффузионном механизме массопереноса прекращение перемешивания раствора на некоторое время не изменяет скорости процесса после возобновления перемешивания, так как при этом возобновляется градиент концентрации между внешней и внутренней границей пристенного вязкого слоя раствора. Мало влияет на скорость внешнего массопереноса и концентрация раствора. Это свойство внешнего массопереноса обычно используется для выявления стадии, контролирующей скорость адсорбции в условиях эксперимента. Разумеется, градиент удельной адсорбции в направлении радиуса зерна адсорбента и достигнутая степень приближения удельной адсорбции к равновесной величине также не отражаются на скорости адсорбции до тех пор, пока скорость внешнего массопереноса остается лимитирующей стадией процесса. По этому признаку также можно судить о том, какая из стадий массопереноса контролирует процесс адсорбции. Используя изменение механизмов массопереноса в процессе спекания при изменении температуры, удается до некоторой степени управлять размером зерен и степенью их связности в получаемом продукте. Последующее повышение температуры до области, где включаются и объемные механизмы переноса, не приводит к значительному спеканию частиц порошка, так как благодаря укрупнению частиц на первой стадии время, необходимое для перемещения вакансий через объем, сильно возрастает. Выходные кривые динамики. Динамика адсорбции при внутридиффузионном механизме массопереноса существенно зависит от размеров зерен.

Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) распространение молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящее к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму^[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (вдоль вектора градиента концентрации).

Метасоматоз, метасоматизм (от мета ... и греч. «Сома» - тело) - естественный процесс замещения минеральных комплексов, происходящий под воздействием эндогенных растворов и протекающий с изменением химического состава породы при постоянном объеме, при котором растворение старых минералов и отложение новых происходит почти одновременно, так что в течение процесса замещения минеральные комплексы все время сохраняют твердое состояние.

В зависимости от способа перемещения вещества в растворах различают метасоматоз диффузионный иинфильтрационный. К диффузионным метасоматическим процессам относятся такие, при которых перенос компонентов осуществляется диффузией в водном растворе. При инфильтрационном метасоматозе перемещение вещества осуществляется течением раствора благодаря фильтрации и просачиванию через горные породы. В природных условиях крайне редко проявляется только инфильтрационный или только диффузионный метасоматоз, обычно имеется преобладание того или другого способа переноса вещества, проявляющееся в масштабах и строении метасоматических тел.

В зависимости от геологической позиции метасоматоз можно разделить на автометасоматоз, контактовый,околожильный и региональный.

Автометасоматоз связан с ранними послемагматическими процессами и проявляется обычно в верхних частях магматических тел и связанных с ними жильных образований. К автометасоматическим процессам относятся, например, альбитизация в гранитах и серпентинизация в ультраосновных породах.

Контактовый метасоматоз развивается в зоне контакта интрузии с вмещающими, как правило, осадочными породами. Наиболее яркими представителями являются скарновые образования, развивающиеся в раннюю послемагматическую стадию на контакте интрузива с вмещающими карбонатной породой (обычно контакт гранитов или диоритов с известняками или доломитами). Также к контактовым метасомтитам относятся процессы "приконтактового выщелачивания", грейзены, вторичные кварциты.

Околожильный метасоматоз (его иногда называют околорудным) связан с образованием жильных иштокверковых месторождений. Околожильные метасоматиты могут образовываться в широком диапазоне температур, но всегда связаны с кислотной стадией послемагматического процесса.

Региональный (площадной) метасоматоз может проявляться в различной геологической обстановке, чаще в условия больших глубин.

В зависимости от химического состава различают кремневый, щелочной, кислотный и др. метасоматоз.