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一文了解沸石的特性、应用及存在问题
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-06-01 09:35:06    浏览次数:
 
  1、沸石的矿物组成
  沸石的矿物组成,除含沸石矿物(如斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等其它种类沸石)外,伴生的矿物还有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脱石、高岭石、长石、云母、绿泥石等矿物以及晶屑、玻屑和岩屑等。
  
  2、沸石矿物的工艺特性
  (1)离子交换性能
  离子交换性是沸石岩重要性质之一。在沸石晶格中的空腔(孔穴)中K、Na、Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧,极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用,交换后的沸石晶格结构也不被破坏。
  (2)吸附性能
  沸石具有很大的比表面积(500-1000米2/克)因而能产生较大的扩散力,故可用作出色的吸附剂。
  (3)催化性能
  由于沸石具有很大的吸附表面,可以容纳相当多数量的吸附物质,因而能促使化学反应在其表面上进行,所以沸石又作为有效的催化剂和催化载体。
  (4)热稳定性
  沸石岩的热稳定性与沸石岩中所含阳离子的种类、沸石的硅铝比、沸石的内部结构等因素有关。就热稳定性而言,一般丝光沸石优于斜发沸石和方沸石,钾型或钠型沸石优于钙型或钾钙型斜发沸石,(我国斜发沸石属于后者),高硅沸石优于低硅沸石(我国的沸石属于高硅沸石)。
  (5)耐酸性
  沸石具有良好的耐酸性,如山东省斜发沸石和丝光沸石岩用不同浓度的盐酸在100℃下处理2小时,试验证明两者均有较强的耐酸性。
  
  3、沸石的应用
  (1)离子交换
  除氟改良土壤,废水处理,除去或回收重金属离子,放射性废物的处理,海水提钾,海水淡化,硬水的软化
  (2)吸附分离
  干燥剂,吸附分离剂,分子筛(对气体、液体进行分离、净化和提纯),除臭剂
  (3)催化裂化
  石油的催化、裂化剂农牧业土壤改良剂(保持肥效)家畜(禽)饲料添加剂
  (4)建材
  作水泥掺合料,烧制人造轻骨料,制轻质高强板材及轻质砖和轻质陶瓷制品、无机发泡剂,配制多孔混凝土,作固结材料、建筑石料
  (5)造纸和塑料
  纸张充填剂,塑料、树脂、涂料的充填剂
  
  4、我国沸石资源利用存在的问题
  我国已发现沸石产地400余处,但沸石利用起步较晚,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,主要表现存在几个方面的问题。
  (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。
  
  5、我国沸石资源今后应重视和加强的工作:
  (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。
  (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、Na型、Cu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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