1、洗涤剂中的应用
沸石是一种不溶于水且呈碱性的硅铝酸钠晶体, 它能与硬水的钙、镁离子发生离子交换反应而软化水质。用于洗涤剂的4 A 沸石要求钙离子交换能力＞285m g CaCO3 / g 、粒度分布＜4μm90%、≤10μm9 9%。
在洗涤过程中,4 A 沸石表面有吸附污垢的功能, 可减少污垢在织物上的沉积。用4 A 配制的洗衣粉在产品外观、流动性和抗结块能力与三聚磷酸钠(STPP )不相上下, 国内外已被大量用做STPP 的替代品。4A 沸石单独应用性能不如STPP, 但复配其他助剂一起使用可达到较好的助洗效果, 如4 A 沸石一纯碱一水玻璃一聚梭酸盐复配体系等
2、造纸业的应用进展
目前造纸用沸石主要为斜发沸石、丝光沸石、菱沸石和片沸石, 利用沸石矿物特有或加工后的高孔隙度、吸附性、离子交换性、抗菌性、特殊光泽性(玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽)等用于造纸填料、特种涂布涂料和水处理剂等, 具体应用有以下方面
（1）印刷纸填料能赋予纸张较高覆盖性和不透明度, 同时由于沸石化学稳定性好、对浆料系统干扰小, 适于酸性或碱性造纸; 但用于高速纸机填料时因磨耗值较大受一定局限。
(2)水净化剂、脱色剂、助留助滤剂等。
(3)废纸浮选脱墨剂和树脂控制剂能提高纸张白度和改善浮选后白水质量, 用于机械浆和涂布配比较高的系统有助于净化白水、降低阴离子沉积物含量。
(4) 纸浆漂白催化剂可缩短漂白时间、降低漂白温度和漂白剂用量, 并有吸附氯气作用, 可减轻对空气的污染。
(5) 特种纸涂覆颜料。
将微细斜发沸石和丝光沸石与有机涂料、胶料混配涂料涂覆于纸张, 其涂层具有耐光、耐热、抗菌和着色性好特点; 与胶体硅颜料混配可制备喷墨打印纸涂料。
(6) 特种生活用纸添加剂。
沸石可作为有机香精、杀菌剂、除臭剂、保湿剂、阻燃剂载体, 将改性后的沸石加人纸浆系统可制造各种具有特殊功能的系列纸制品。
(7) 无机或合成纤维改性剂。
将沸石粉体与生物胶或粘胶纤维在一定温度下干法混合制得沸石改性剂, 用干或湿法工艺可制成无纺布或无机纸张, 能用于特种包装、工业滤材、保温隔热材料等。
3、复合高吸水材料中的应用
沸石/ 聚合物复合高吸水材料是近年来研究的一种新型功能材料, 其制备涉及有机、无机、矿物加工等多学科领域, 制备影响因素较多。
以辉沸石为例,采用水溶液聚合法可制成辉沸石/ 聚丙烯酸(钠)一丙烯酞胺复合高吸水材料, 此材料可用于农林业吸水、保水。其合成工艺及其性能为: 以辉沸石、丙烯酸(钠)、丙烯酞胺为主要原料,N,N / 一亚甲基双丙烯酞胺为交联剂, 过硫酸钾为引发剂, 采用水溶液聚合, 制备产品在水溶液中有很好的溶胀性能, 其吸蒸馏水、自来水、生理盐水倍率分别为972、377、1069 / g ; 电解质溶液对其吸液性能的影响次序为:AlCl3> CaCl2> KCl> NaCl ; 吸水速率受样品颗粒的大小影响显著, 小颗粒吸水速率较快, 离心保水和土壤混合保水实验表明, 其与土壤混合能有效抑制土壤中水分的蒸发, 但其 水凝胶对溶液的p H 值敏感; 该材料有很好的热稳定性, 但其水凝胶的热稳定性相对较差等。
目前复合高吸水材料还偏重于实验室研究, 一些影响因素有待继续明确, 工业应用技术还需要进一步完善, 今后研究应注意以下问题:
(1)高吸水材料的吸水倍数和吸水速度是主要的性能考核指标, 对离子型基体高吸水性材料, 其吸水倍数高但吸水速度慢; 而非离子型基体高吸水性材料则相反; 因此, 制备吸水倍数和吸水速度均好的复合高吸水性材料是今后研究的目标。
(2) 由于天然矿物多是成分复杂的多元组合体系, 选择纯度高、活性大、成本低、复合性能优的矿物品种是沸石/ 聚合物复合高吸水材料制备和应用的关键问题。
(3) 由于沸石/ 聚合物复合高吸水性材料在价格方面的优势, 其在农林园艺等领域的应用研究将是今后工作的重点。
材料的重复使用性、同环境的相融性等问题合理解决, 将会更好地促进此项技术的最终推广应用, 为我国农业现代化提供新型材料。
4 新型吸附干燥剂中的应用
利用沸石制备的各种新型吸附分子筛干燥剂分为吸附分离、中空玻璃、制冷、空分、富氧制备等用,其中吸附分离用根据孔径不同分为3A、4A、SA、13X 等分子筛品种, 可选择性吸附水、甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯等直径各异的分子。
中空玻璃干燥剂是制备新型窗体材料的重要材料, 可以吸附中空玻璃中的水分和残留有机物, 使中空玻璃即使在很低温度下仍然保持光洁透明, 同时能充分降低中空玻璃因季节和昼夜温差的巨大变化所应承受的强大内外压力差, 彻底解决普通中空玻璃干燥剂易使中空玻璃膨胀或收缩而导致的扭曲、破碎问题, 充分延长中空玻璃的使用寿命。
5 抗菌材料中的应用
沸石型抗菌剂的制备是在沸石水悬浮溶液中加入AgNO3或CuSO4、ZnCl2水溶液, 使抗菌金属离子同沸石发生离子交换作用, 将沸石晶体结构中的钠、钙置换为抗菌金属离子, 经过滤、水洗、干燥、烧结而成。其中金属离子交换率受溶液浓度、pH 值、温度、离子种类、交换次数及沸石类型、粒度影响。
考虑产品成本和操作条件, 一般选择交换温度为常温-8 0℃ ,AgNO3溶液浓度0.2mol / L, 沸石悬浮溶固液比1:7-10,AgNO3与沸石分子比约0.1-0.2为宜。
银系抗菌沸石与一般有机杀菌剂比较, 其优点是安全性高、耐热性好(20-80 ℃ )、广谱抗菌、有效寿命长(半永久性), 而一般有机杀菌剂, 其分解物或挥发物质还不能断言完全安全, 耐热性一般不超过250 ℃ , 杀菌功能一般只能维持l-2年。
将沸石抗菌材料添加到涂料中或用其它方法将其固定到塑料、陶瓷、建筑材料、钢板等表面, 就能使上述材料具有抗菌性能, 可广泛用于与人类生活密切相关的食品、医疗卫生、建筑材料、陶瓷、纺织品等各个领域, 而且抗菌沸石还可跟其它吸附材料、光催化剂材料等结合使用, 具有广泛的可持续性发展前景。
6 我国沸石资源利用存在的问题
我国1972年首次在浙江熠云发现了有工业价值的沸石矿床, 至今已发现沸石产地400 余处, 但我国沸石利用起步较晚, 利用程度相对还较低。
沸石作为重要的非金属矿物品种, 在其开发利用方面还存在一些问题, 主要表现在如下几个方面。
（1）深加工产品在沸石利用总量中的比例较小,产品的技术含量及附加值偏低。如前所述, 我国沸石产里的绝大部分被用于附加值较低的水泥生产中。
(2) 沸石产品的品种少, 综合利用程度不高, 缺乏国际竞争力。
(3) 沸石产品的技术创新比例不高, 重复研究开发的现象较普遍。同时, 因缺乏科研投人, 技术难于成熟, 市场的转化率偏低。
(4) 沸石矿种开发利用率低, 我国已发现天然沸石30 多种, 目前已被大量利用的只有斜发沸石和丝光沸石。
7 结语
综观我国沸石资源的利用现状, 今后应重视和加强以下方面的工作:
（1）借助当前全球性大力发展环境材料的契机,充分利用沸石所具有的优良物理化学性能, 加强开发具有环境修复(如大气、水污染治理等)、环境净化(如杀菌、消毒、分离等)、环境功能替代(如替代环境负荷大的材料)和环境相容(如生态建材等)等矿物材料伙
(2) 加强深加工技术研究, 尤其注重沸石的改性研究与应用。天然沸石一般难于被工业直接利用, 通过改性可使其性能优化以提高其应用性能。沸石的改性研究在已取得P 型、H 型、N a 型、C u 型、NH4型沸石等改性基础上, 进一步在改性剂、改性方法、改性工艺设备及改性产品的质量检测等方面作深人研究。
(3) 应注重多种沸石的研究开发. 我国已发现的沸石目前应用较广泛的仅限于斜发沸石和丝光沸石,而其他沸石品种也具有相当规模的储量, 应加大开发力度。
(4) 沸石由于结晶粒度细小, 且共生矿物复杂而难于选矿, 加强选矿提纯研究、改进工艺设备等也是不容忽视的一个环节。
(5) 加强沸石矿物材料的理论研究, 进一步弄清各种沸石的成份、结构与性能之间的关系, 以利于正确引导沸石资源的合理利用。
我国沸石资源丰富, 但由于开发利用时间较短还远不能满足国民经济发展的需要。作为天然沸石的补充, 人工合成沸石近年来也发展迅速, 但人工合成沸石工艺复杂、成本高, 主要满足高端应用。随着天然沸石改性技术研究的不断发展, 沸石作为一种具有多种用途的矿物原料, 有着良好的市场发展前景。
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