高温熱水系での熱水の沸騰に伴う重金属の挙動

熱水に溶存していた金属は、沸騰に伴い液体中に留まるという従来の考えでは説明できない現象が、流体包有物の分析から明らかになりつつある。一部の揮発性金属が沸騰時に水蒸気中に移動する可能性が高い。昨年度に引き続き、インコネル625製の反応容器(内容量〜150ml)に気相と液相を同時に採取するためのバルブ類を取り付けた装置により、350-450℃で熱水実験を行った。10%NaCl水溶液を出発溶液とし、あらかじめ100-1000ppmのSnおよび55-550ppmのZnの塩化物を加え、高温条件下で10時間程度保ち、液相と平衡状態にあると思われる水蒸気相を凝集させて採取した。水蒸気のサンプリングはニードルバルブの操作により穏やかに行った。試料溶液中のSn,Zn,Naを原子吸光法で、Cl濃度をイオンクロマト法により測定した。SnおよびZnの水蒸気中の濃度は、450℃でそれぞれ0.01ppm,0.5ppm程度となる。昨年行ったCuの結果を合わせて考察すると、各種元素の蒸発度(C_<vapor>/C_<liquid>)はCu>Zn>Cl>Na>Snの順となり、とくにCuの蒸発度が大きい。実験結果を、斑岩型鉱床近傍で採られた流体包有物の分析から報告されている気/液両相への重金属の分配値と比較すると、Cuの分配係数がZnやSnより1桁以上高くなるのは同様の傾向である。流体包有物(600-700℃)より求められる分配係数は、本研究で行った温度範囲(350-450℃)よりも2桁程度高く、温度効果が非常に大きいが、分配傾向は本実験の結果と一致し、本研究の妥当性を示す。

熱水に溶存していた金属は、沸騰に伴い液体中に留まるという従来の考えでは説明できない現象が、流体包有物の分析から明らかになりつつある。一部の揮発性金属が沸騰時に水蒸気中に移動する可能性が高い。昨年度に引き続き、インコネル625製の反応容器(内容量〜150ml)に気相と液相を同時に採取するためのバルブ類を取り付けた装置により、350-450℃で熱水実験を行った。10%NaCl水溶液を出発溶液とし、あらかじめ100-1000ppmのSnおよび55-550ppmのZnの塩化物を加え、高温条件下で10時間程度保ち、液相と平衡状態にあると思われる水蒸気相を凝集させて採取した。水蒸気のサンプリングはニードルバルブの操作により穏やかに行った。試料溶液中のSn,Zn,Naを原子吸光法で、Cl濃度をイオンクロマト法により測定した。SnおよびZnの水蒸気中の濃度は、450℃でそれぞれ0.01ppm,0.5ppm程度となる。昨年行ったCuの結果を合わせて考察すると、各種元素の蒸発度(C_<vapor>/C_<liquid>)はCu>Zn>Cl>Na>Snの順となり、とくにCuの蒸発度が大きい。実験結果を、斑岩型鉱床近傍で採られた流体包有物の分析から報告されている気/液両相への重金属の分配値と比較すると、Cuの分配係数がZnやSnより1桁以上高くなるのは同様の傾向である。流体包有物(600-700℃)より求められる分配係数は、本研究で行った温度範囲(350-450℃)よりも2桁程度高く、温度効果が非常に大きいが、分配傾向は本実験の結果と一致し、本研究の妥当性を示す。