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                  什么是沸石?
                  欄目:行業新聞 發布時間:2017-12-08
                  沸石(zeolite)是一種礦石,最早發現于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象,因此命名為“沸石”(瑞典文zeolit)。在希臘文中意為“沸騰”(zeo)的“石頭”(lithos)

                      沸石(zeolite)是一種礦石,最早發現于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象,因此命名為“沸石”(瑞典文zeolit)。在希臘文中意為“沸騰”(zeo)的“石頭”(lithos)。此后,人們對沸石的研究不斷深入。


                  歷史

                  1932年,McBain提出了“分子篩”的概念。表示可以在分子水平上篩分物質的多孔材料。雖然沸石只是分子篩的一種,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子篩”這兩個詞經常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯;天然沸石:鋁硅酸鈉。沸石族礦物常見于噴出巖,特別是玄武巖的孔隙中,也見于沉積巖、變質巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中。河北省圍場縣為目前我國境內已發現的沸石儲量最高的地區,沸石儲量20億噸以上。


                  品種

                  自然界已發現的沸石有80多種,較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等,都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異,以單斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多數。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形,片沸石、輝沸石呈板狀,毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀,鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見。純凈的各種沸石均為無色或白色,但可因混入雜質而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結構而異。莫氏硬度中等。比重介于2.0~2.3,含鋇的則可達 2.5~2.8。沸石主要形成于低溫熱液階段,常見于噴出巖氣孔中,也見于熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以借水的滲濾作用,以進行陽離子的交換,其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換,工業上用以軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅(鋁)氧四面體連成三維的格架,格架中有各種大小不同的空穴和通道,具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中,與格架的聯系較弱。不同的離子交換對沸石結構影響很小,但使沸石的性質發生變化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或過濾大小不同的其他物質的分子。工業上常將其作為分子篩,以凈化或分離混合成分的物質,如氣體分離、石油凈化、處理工業污染等。


                  工業用途沸石

                  一、斜發沸石

                    在巖石致密結構處的斜發沸石,多呈似放射狀板片集合體微形態,而在孔隙發育處,可形成具完好或部分完好幾何形態的板塊晶體,寬可達20mm,厚5mm左右,端部約呈120度角,有的呈菱形板片和板條狀。EDX譜為Si、Al、Na、K、Ca。

                    二、絲光沸石

                    SEM特征微形態為纖性狀,纖絲般細直或稍有彎曲,直徑約為0.2mm,長度可達幾mm,可為自生礦物,但也見到在蝕變礦物外緣,呈放射狀逐漸分開形成纖絲狀絲光沸石。此種絲光沸石應為改造型礦物。EDX譜主為Si、Al、Ca、Na。

                    三、方沸石

                    SEM特征微形態為四角三八面體和各種形態的聚形,晶面多呈4、6邊形,晶??纱笾翈资甿m,EDX譜特征元素為Si、Al、Na,可以有少量Ca。

                    四、菱沸石

                    SEM特征微形態短菱柱形大小可從1m;m到幾mm,EDX譜為Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。


                  結構特點

                  有很多種,已經發現的就有36種。它們的共同特點就是具有架狀結構,就是說在它們的晶體內,分子像搭架子似地連在一起,中間形成很多空腔。因為在這些空腔里還存在很多水分子,因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時會排出來,比如用火焰去燒時,大多數沸石便會膨脹發泡,像是沸騰一般。沸石的名字就是因此而來。不同的沸石具有不同的形態,如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體,片沸石和輝沸石則呈板狀,絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。各種沸石如果內部純凈的話,它們應該是無色或白色,但是如果內部混入了其他雜質,便會顯出各種淺淺的顏色來。沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來,但這并不會破壞沸石內部的晶體結構。因此,它還可以再重新吸收水或其他液體。于是,這也成了人們利用沸石的一個特點。我們可以用沸石來分離煉油時產生的一些物質,可以讓它使空氣變得干燥,可以讓它吸附某些污染物,凈化和干燥酒精等等。沸石礦物有很廣的分布。特別多見于由火山碎屑形成的沉積巖石中,在土壤中也有發現。


                  生產方法

                  1.全世界已發現天然沸石40多種,其中最常見的有斜發沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石、鈣十字沸石、片沸石、濁沸石、輝沸石和方沸石等。已被大量利用的是斜發沸石和絲光沸石。沸石主要產于火山巖的裂隙或杏仁體中,與方解石、石髓、石英共生,亦產于火山碎屑沉積及溫泉沉積中,主要采用浮選、重選、磁選等;

                  2.硅酸鈉水溶液、硫酸鋁水溶液和溴化四丙基銨(TPABr)混合,在(165±56)℃,在90~150 r/min的攪拌速度下,進行結晶反應48h,分離、洗滌、干燥制得成品(若模板劑由溴化四丙基銨改為使用溴化四丁基銨,即可制得ZSM-1l型沸石)。


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