Ion-exchange reactions on clay minerals and cation selective membrane properties as possible mechanisms of economic metal concentration

A series of exploratory experiments on the concentration of base metals through ion exchange reactions on clay minerals show promising results. The extraction of Pb, Zn and Cd from bentonite, illite, kaolinite and montmorillonite was successful and megascopic quantities of PbS, CdS and ZnS could be obtained at specific loci, depending essentially on the flow velocity, and the other cations present. These or similar exchange reactions are tentatively proposed as possible mechanisms of economic metal concentration during diagenesis.

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Zusammenfassung Es werden experimentelle Resultate zur Anreicherung von Schwermetallen durch Tonminerale (Montmorillonite, Illite und Kaolinite) mitgeteilt. Eine erste Anreicherung kann über den Kationenaustausch bewirkt werden. In dem darauffolgenden zweiten, sehr viel wirksameren Schritt werden die Schwermetallionen aus den Tonlagern extrahiert und in deren Nähe als schwerlösliche Sulfide oder Carbonate gefällt. Die Extraktion beruht darauf, daß Tonschichten als Kationen-permeable Membranen wirken können. Sie wird von der Art der Tonminerale und der Kationen, den Lösungsgenossen, den Konzentrationsverhältnissen, dem pH-Wert, der Reaktionstemperatur, dem Porenvolumen und der Porenverteilung im Sediment beeinflußt.