1、沸石的礦物組成
沸石的礦物組成,除含沸石礦物(如斜發沸石、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
?。?)離子交換性能
離子交換性是沸石巖重要性質之一。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合得不緊,極易與其周圍水溶液里的陽離子發生交換作用,交換后的沸石晶格結構也不被破壞。
?。?)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,可以容納相當多數量的吸附物質,因而能促使化學反應在其表面上進行,所以沸石又作為有效的催化劑和催化載體。
?。?)熱穩定性
沸石巖的熱穩定性與沸石巖中所含陽離子的種類、沸石的硅鋁比、沸石的內部結構等因素有關。就熱穩定性而言,一般絲光沸石優于斜發沸石和方沸石,鉀型或鈉型沸石優于鈣型或鉀鈣型斜發沸石,(我國斜發沸石屬于后者),高硅沸石優于低硅沸石(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、液體進行分離、凈化和提純),除臭劑
?。?)催化裂化
石油的催化、裂化劑農牧業土壤改良劑(保持肥效)家畜(禽)飼料添加劑
(4)建材
作水泥摻合料,燒制人造輕骨料,制輕質高強板材及輕質磚和輕質陶瓷制品、無機發泡劑,配制多孔混凝土,作固結材料、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
我國已發現沸石產地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,在其開發利用方面,主要表現存在幾個方面的問題。
?。?)深加工產品在沸石利用總量中的比例較小,產品的技術含量及附加值偏低。如前所述,我國沸石產里的絕大部分被用于附加值較低的水泥生產中。
?。?)沸石產品的品種少,綜合利用程度不高,缺乏國際競爭力。
(3)沸石產品的技術創新比例不高,重復研究開發的現象較普遍。同時,因缺乏科研投人,技術難于成熟,市場的轉化率偏低。
?。?)沸石礦種開發利用率低,我國已發現天然沸石30多種,目前已被大量利用的只有斜發沸石和絲光沸石。
5、我國沸石資源今后應重視和加強的工作:
?。?)借助當前全球性大力發展環境材料的契機,充分利用沸石所具有的優良物理化學性能,加強開發具有環境修復(如大氣、水污染治理等)、環境凈化(如殺菌、消毒、分離等)、環境功能替代(如替代環境負荷大的材料)和環境相容(如生態建材等)等礦物材料。
(2)加強深加工技術研究,尤其注重沸石的改性研究與應用。天然沸石一般難于被工業直接利用,通過改性可使其性能優化以提高其應用性能。沸石的改性研究在已取得P型、H型、Na型、Cu型、NH4型沸石等改性基礎上,進一步在改性劑、改性方法、改性工藝設備及改性產品的質量檢測等方面作深人研究。
?。?)應注重多種沸石的研究開發.我國已發現的沸石目前應用較廣泛的僅限于斜發沸石和絲光沸石,而其他沸石品種也具有相當規模的儲量,應加大開發力度。
?。?)沸石由于結晶粒度細小,且共生礦物復雜而難于選礦,加強選礦提純研究、改進工藝設備等也是不容忽視的一個環節。
?。?)加強沸石礦物材料的理論研究,進一步弄清各種沸石的成份、結構與性能之間的關系,以利于正確引導沸石資源的合理利用。
我國沸石資源豐富,但由于開發利用時間較短還遠不能滿足國民經濟發展的需要。作為天然沸石的補充,人工合成沸石近年來也發展迅速,但人工合成沸石工藝復雜、成本高,主要滿足高端應用。隨著天然沸石改性技術研究的不斷發展,沸石作為一種具有多種用途的礦物原料,有著良好的市場發展前景。
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