【バッチ型反応器によるアノーサイト（灰長石）の溶解実験】

『Abstract
　Batch dissolution experiments were conducted at 25゜C to determine the effects of agitation, particle size, suspension density, wetting and drying cycles, drying temperature, sequential rinses, ionic strength, and the addition and removal of products on the rates of anorthite (An93) dissolution. In general, the dissolution kinetics at constant pH were not zero order with respect to products in solution, and this nonlinear release persisted beyond the time when Ca and Si stoichiometric dissolution was reached. The failure to establish zero-order kinetics could not be attributed to the weathering of damaged surfaces or fine, broken particles. Leached layer depths, calculated from solution composition, ranged from 2.6-3.5 nm; but a Ca-depleted surface layer was observed by energy dispersive X-ray analysis only on the reaction fines. Agitation rate had a marked effect on dissolution rate, contrary to expectations based on a surface reaction control mechanism. Anorthite dissolution in the presence of cation- and anion-exchange resins produced zero-order kinetics at sustained high rates. We hypothesize that these linear rates were due to the continuous removal of Al from solution by the resins. Consistent with these results, there was no effect of added Ca or Si on the rate of reaction; but the addition of Al slowed the initial rate of reaction at pH 3.6 and 6.0 but not at pH 3.0. Long-term dissolution studies (up to 4.5 yr) resulted in final reaction rates over two hundred times slower than previously reported for feldspar dissolution. These data are consistent with the idea that the presence of Al in solution and the incorporation of Al into the hydrous silanol surface slow the rate of anorthite dissolution and are important factors affecting the rate over all time periods. The addition of KCl slowed the dissolution rate either through competitive exchange with structural Ca or adsorbed H, or by blocking the polymerization reactions at the surface.』

『要旨
　アノーサイト（An93）の溶解速度に対する、攪拌、粒径、懸濁密度、乾湿サイクル、乾燥温度、（連続的な）洗浄、イオン強度、生成物の付加と除去の影響を決定するために、バッチ溶解実験が25℃で行われた。一般に、一定のpHでの溶解カイネティックスは溶液中の生成物に関して0次元ではなく、CaとSiの溶解が化学量論的なものに達しても、このような非線形の放出は持続する。0次元のカイネティックスが達成されないのは、風化により表面が破壊されたり細粒の破片になったりしたことのせいとは考えられない。溶液組成から計算した溶脱層の深さ（厚さ）は、2.6〜3.5 nm であるが、Caに欠ける表面層がエネルギー分散X線分析により細粒の反応物にのみ見られた。表面反応律速メカニズムに基づいた予想に反して、攪拌速度は溶解速度に著しい影響を与えた。陽イオンと陰イオン交換樹脂を使ったアノーサイトの溶解では、0次元カイネティックスとなり、高い速度が持続した。この直線的な速度は、樹脂により溶液からAlが除去され続けることによると、我々は考えた。このような結果と矛盾せず、CaやSiを付加しても反応速度には影響しないが、Alを付加するとpH3.0を除くpH3.6とpH6.0での初期速度は低下した。長期間の溶解速度の研究（4.5年まで）では、従来報告されている長石溶解速度よりも200倍以上も遅い速度が最終的に得られた。溶液中のAlの存在および含水シラノール表面へのAlの結合は、アノーサイトの溶解速度を遅くすること、そしていつでも溶解速度に影響を与える需要な要因であることという考え方と、これらのデータは矛盾しない。KCｌを付加すると、結晶構造中のCaや吸着したHと、交換反応を競い合うことで、あるいは表面での重合反応を妨害することで、溶解速度を遅くする。』

Introduction
Materials and methods
Description of experiments and results
　Experiments 1 and 1: Sequential rinses
　Experiment 3: Sequential rinses with wet/dry cycles
　Experiment 4: Drying temperature
　Experiment 5: Agitation
　Experiments 6 and 7: SEM and EDX investigations
　Experiments 8-16: Long-term reaction studies
　Experiment 17: Product removal with exchange resins
　Experiments 18 and 19: Addition of Al, Si, and Ca
　Experiment 20: The effect of ionic strength
Summary and discussion
Acknowledgments
References