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沸石
沸石

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河北靈壽縣

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中國河北省靈壽縣北方礦業(yè)加工廠

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【概況】
    沸石的一般化學(xué)式為:AmBpO2p·nH2O,結(jié)構(gòu)式為 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子,B為Al和Si,q為陽離子化合價(jià),m為陽離子數(shù),n為水分子數(shù),x為Al原子數(shù),y為Si原子數(shù),(y/x)通常在1~5之間,(x+y)是單位晶胞中四面體的個(gè)數(shù)。
    自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有30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,以單斜和正交(斜方)晶系的占多數(shù)。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(zhì)而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結(jié)構(gòu)而異。莫氏硬度中等。比重介于 2.0~2.3,含鋇的則可達(dá) 2.5~2.8。沸石主要形成于低溫?zé)嵋弘A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(jìn)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(yè)上用以軟化硬水。沸石的晶體結(jié)構(gòu)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(lián)系較弱。不同的離子交換對沸石結(jié)構(gòu)影響很小,但使沸石的性質(zhì)發(fā)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(zhì)的分子。工業(yè)上常將其作為分子篩,以凈化或分離混合成分的物質(zhì) ,如氣體分離、石油凈化、處理工業(yè)污染等。
【發(fā)現(xiàn)】
    沸石*早發(fā)現(xiàn)于1756年。瑞典的礦物學(xué)家克朗斯提(Cronstedt)發(fā)現(xiàn)有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時(shí)會產(chǎn)生沸騰現(xiàn)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。
    山東省萊西市的沸石資源豐富,探明儲量1127.8萬噸,現(xiàn)保有儲量993.9萬噸。
    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(zhì)的多孔材料。雖然沸石只是分子篩的一種,但是沸石在其中**代表性,因此“沸石”和“分子篩”這兩個(gè)詞經(jīng)常被混用。
【用途】
     吸附劑和干燥劑、催化劑 、洗滌劑、其他用途(污水處理、土壤改良劑、飼料添加劑)
【特性】
    沸石是沸石族礦物的總稱,是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種,按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點(diǎn)相連,即共用一個(gè)氧原子,而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連,其間至少有一個(gè)硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅,可被鋁原子置換而構(gòu)成鋁氧四面體。但鋁原子是三價(jià)的,所以在鋁氧四面體中,有一個(gè)氧原子的電價(jià)沒有得到中和,而產(chǎn)生電荷不平衡,使整個(gè)鋁氧四面體帶負(fù)電。為了保持中性,必須有帶正電的離子來抵消,一般是由堿金屬和堿土金屬離子來補(bǔ)償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而使沸石擁有多種可供工農(nóng)業(yè)利用的特性。
    沸石還具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能,因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑,也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。沸石還具有“營養(yǎng)”價(jià)值。在飼料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生長加快,體壯肉鮮,產(chǎn)蛋率高。

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