1、沸石的礦物組成
沸石的礦物組成,除含沸石礦物(如斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石等其它種類沸石)外,伴生的礦物還有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脫石、高嶺石、長石、云母、綠泥石等礦物以及晶屑、玻屑和巖屑等。
2、沸石礦物的工藝特性
(1)離子交換性能
離子交換性是沸石巖重要性質(zhì)之一。在沸石晶格中的空腔(孔穴)中K、Na、Ca等陽離子和水分子與格架結(jié)合得不緊,極易與其周圍水溶液里的陽離子發(fā)生交換作用,交換后的沸石晶格結(jié)構(gòu)也不被破壞。
?。?)吸附性能
沸石具有很大的比表面積(500-1000米2/克)因而能產(chǎn)生較大的擴散力,故可用作出色的吸附劑。
?。?)催化性能
由于沸石具有很大的吸附表面,可以容納相當(dāng)多數(shù)量的吸附物質(zhì),因而能促使化學(xué)反應(yīng)在其表面上進(jìn)行,所以沸石又作為有效的催化劑和催化載體。
?。?)熱穩(wěn)定性
沸石巖的熱穩(wěn)定性與沸石巖中所含陽離子的種類、沸石的硅鋁比、沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。就熱穩(wěn)定性而言,一般絲光沸石優(yōu)于斜發(fā)沸石和方沸石,鉀型或鈉型沸石優(yōu)于鈣型或鉀鈣型斜發(fā)沸石,(我國斜發(fā)沸石屬于后者),高硅沸石優(yōu)于低硅沸石(我國的沸石屬于高硅沸石)。
?。?)耐酸性
沸石具有良好的耐酸性,如山東省斜發(fā)沸石和絲光沸石巖用不同濃度的鹽酸在100℃下處理2小時,試驗證明兩者均有較強的耐酸性。
3、沸石的應(yīng)用
?。?)離子交換
除氟改良土壤,廢水處理,除去或回收重金屬離子,放射性廢物的處理,海水提鉀,海水淡化,硬水的軟化
?。?)吸附分離
干燥劑,吸附分離劑,分子篩(對氣體、液體進(jìn)行分離、凈化和提純),除臭劑
?。?)催化裂化
石油的催化、裂化劑農(nóng)牧業(yè)土壤改良劑(保持肥效)家畜(禽)飼料添加劑
?。?)建材
作水泥摻合料,燒制人造輕骨料,制輕質(zhì)高強板材及輕質(zhì)磚和輕質(zhì)陶瓷制品、無機發(fā)泡劑,配制多孔混凝土,作固結(jié)材料、建筑石料
?。?)造紙和塑料
紙張充填劑,塑料、樹脂、涂料的充填劑
4、我國沸石資源利用存在的問題
我國已發(fā)現(xiàn)沸石產(chǎn)地400余處,但沸石利用起步較晚,利用程度相對還較低。沸石作為重要的非金屬礦物品種,在其開發(fā)利用方面,主要表現(xiàn)存在幾個方面的問題。
?。?)深加工產(chǎn)品在沸石利用總量中的比例較小,產(chǎn)品的技術(shù)含量及附加值偏低。如前所述,我國沸石產(chǎn)里的絕大部分被用于附加值較低的水泥生產(chǎn)中。
?。?)沸石產(chǎn)品的品種少,綜合利用程度不高,缺乏國際競爭力。
?。?)沸石產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新比例不高,重復(fù)研究開發(fā)的現(xiàn)象較普遍。同時,因缺乏科研投人,技術(shù)難于成熟,市場的轉(zhuǎn)化率偏低。
(4)沸石礦種開發(fā)利用率低,我國已發(fā)現(xiàn)天然沸石30多種,目前已被大量利用的只有斜發(fā)沸石和絲光沸石。
5、我國沸石資源今后應(yīng)重視和加強的工作:
?。?)借助當(dāng)前全球性大力發(fā)展環(huán)境材料的契機,充分利用沸石所具有的優(yōu)良物理化學(xué)性能,加強開發(fā)具有環(huán)境修復(fù)(如大氣、水污染治理等)、環(huán)境凈化(如殺菌、消毒、分離等)、環(huán)境功能替代(如替代環(huán)境負(fù)荷大的材料)和環(huán)境相容(如生態(tài)建材等)等礦物材料。
(2)加強深加工技術(shù)研究,尤其注重沸石的改性研究與應(yīng)用。天然沸石一般難于被工業(yè)直接利用,通過改性可使其性能優(yōu)化以提高其應(yīng)用性能。沸石的改性研究在已取得P型、H型、Na型、Cu型、NH4型沸石等改性基礎(chǔ)上,進(jìn)一步在改性劑、改性方法、改性工藝設(shè)備及改性產(chǎn)品的質(zhì)量檢測等方面作深人研究。
(3)應(yīng)注重多種沸石的研究開發(fā).我國已發(fā)現(xiàn)的沸石目前應(yīng)用較廣泛的僅限于斜發(fā)沸石和絲光沸石,而其他沸石品種也具有相當(dāng)規(guī)模的儲量,應(yīng)加大開發(fā)力度。
?。?)沸石由于結(jié)晶粒度細(xì)小,且共生礦物復(fù)雜而難于選礦,加強選礦提純研究、改進(jìn)工藝設(shè)備等也是不容忽視的一個環(huán)節(jié)。
?。?)加強沸石礦物材料的理論研究,進(jìn)一步弄清各種沸石的成份、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,以利于正確引導(dǎo)沸石資源的合理利用。
我國沸石資源豐富,但由于開發(fā)利用時間較短還遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。作為天然沸石的補充,人工合成沸石近年來也發(fā)展迅速,但人工合成沸石工藝復(fù)雜、成本高,主要滿足高端應(yīng)用。隨著天然沸石改性技術(shù)研究的不斷發(fā)展,沸石作為一種具有多種用途的礦物原料,有著良好的市場發(fā)展前景。
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