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什么是斜發沸石

發布時間:2018-04-08     瀏覽次數:58143

斜發沸石(Clinoptilolite)是指沸石族中含水的鈉、鉀、鈣的鋁硅酸鹽礦物,晶體多為透明板狀。  

斜發沸石化學性質

斜發沸石的化學式為Na6(Al6Si30O72)·24H2O,單斜晶系,通常含有 K, Ca,Mg,其中Na,K >> Ca,Mg. a =7.41?b=17.89?c=15.85?β=91°21′對稱型2/m,晶體呈片狀或板狀,集合體呈放射狀、毛發狀,不規則粒狀及細脈狀等。白色或無色,玻璃光澤,解理平行顏色為白色、淡黃色。玻璃光澤。4?5,相對密度2.16

熱重分析:連續;14%。差熱分析:吸熱125?300℃;放熱大于1000°C。

熱穩定性僅次于絲光沸石。加熱到650℃持續12h結構不變。 加熱至800℃持續2h結構破壞成無定形物質。

耐酸性能:用3. 6md/L HC1溶液在溫度100℃下處理4h晶體結構受到部分破壞。

耐堿性能:用5%NaOH溶液在溫度下處理4h其結構受到部分破壞。用15%的NaOH溶液在同樣條件下處理4h其結構完全破壞。


折射率Ns = 1.479, Nm = 1.479, Np = 1.476,二軸晶負光性。

斜發沸石的離 子交換性能突出,其陽離子交換順序為Cs+ >Rb+ >NH4+ >K+ >Na+ >Li+ ; Ba2+ >Sr2+ >Ca2+>Mg2+。陽離子吸附容量為 218mmol/100g。

產于火山巖氣孔中,也可以是火山碎屑、火山熔巖的蝕變產物。斜發沸石加熱脫水后無變形,結構比較穩定,是很好的天然分子篩材料。 

斜發沸石的分布

我國斜發沸石資源十分豐富,除浙江縉云外,全國很多省、市、自治區均發現有斜發沸石礦床。斜發沸石作為一種多功能、高效、廉價的廢水處理材料,改性工藝簡便易行,對環境無毒副作用,具有熱穩定性良好、吸附平衡時間短、離子殘留量低、對酸度適應范圍較寬,可循環使用等特性,特別適用于很多低濃度廢水的處理,因而越來越受到環境工作者的普遍關注,已成為廢水處理新方法研究的主要方向之一,具有十分廣闊的應用前景。 

 

斜發沸石成因

   天然斜發沸石具有合適的孔道直徑和開放的骨架結構。若其結構中部分SiAl取代后,過剩的負電荷一般由堿金屬或堿土金屬離子所補償,而這些陽離子和硅鋁格架結合相當弱,具有很大的流動性,可以參加離子交換反應,而不破壞礦物的晶體結構。因此,一般的無機陽離子在其孔道中都可得到比較充分的交換和水合。 

 斜發沸石

斜發沸石工業應用

    斜發沸石是沸石礦物中的一種,也是最豐富的一種。它的晶體為透明板狀,也可因含雜質而成褐色、紅色。斜發沸石是含水的堿金屬鋁硅酸鹽,它脫水后可具有分子篩的功能,可以從空氣中有選擇地提取氮并使氧富集。斜發沸石還可作為離子交換劑,用于處理核廢料,它還是造紙工業中的填充劑和膨脹劑。

 

斜發沸石相關研究

世界水污染日趨嚴重,污水處理及水資源保護問題已受到世界各國的普遍重視。

我國也高度重視水污染防治工作,在十一五規劃中將主要污染物排放總量減少列為約束性指標。尋找高效、價廉的廢水處理材料已成為水污染防治研究工作中的熱點問題之一。

因此,具有特殊的骨架結構的天然斜發沸石,作為一種廉價的非金屬礦物資源受到世界各國越來越廣泛的關注,并以其優異的吸附性和選擇離子交換性被廣泛應用于對各種廢水的處理,取得了明顯的成效。

斜發沸石對有機污染物的吸附能力主要取決于有機物分子的大小和極性,因此一些分子直徑適中且含有極性基團的有機污染物易被吸附。斜發沸石的吸附容量或交換能力達到飽和后,可以通過簡單的物理或化學方法使其有效再生,從而達到循環利用的目的

天然沸石是鋁硅酸鹽類礦物,外觀呈白色或磚紅色,屬弱酸性陽離子交換劑,經人工導入活性組分,使其具有新的離子交換或吸附能力,吸附容量也相應增大。主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理,以除去水中的鈣、鎂離子,從而減少鍋爐內水垢的生成,減輕水測金屬的腐蝕,延長鍋爐的使用壽命。在廢水處理中,可用于除去水中的磷和鉛以及六價鉻。失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復使用。

 

天然斜發沸石理化性能指標

  

比重 g/cm3

2.0 ~ 2.6

含泥量 %

≤1.0

容重 g/cm3

1.6

水分 %

≤1.5

磨損率 %

≤1.0

鈉離子交換

  能力 g/cm

≥800

 

   沸石濾料的化學成份及礦物類型:

  

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MgO

CaO

MnO

NaO

K2O

68.60

0.10

12.43

1.21

0.13

0.81

2.57

0.06

1.08

2.83

 

 

LOS

P2O5

SiO2/Al2O3

沸石含量(%)

原巖種類

沸石類型

10.0

0.01

9.33

50~70

凝灰巖、角礫凝灰巖

斜發沸石

斜發沸石

該圖所示為除氨氮及氟離子效果最好的沸石濾料,日本研究人員發現它可以去除一些放射性物質,除去效果可達87%以上!該沸石濾料將成為水處理行業中的新型過濾材料,可以預見它在以后的水處理行業中將起到重要的作用。

由于沸石具有比表面積大,吸附性能好,離子交換能力強等特點;對無機物離子交換劑的去除有著良好的作用,在水中還可以與各種重金屬陽離子進行交換以降低水質的硬度,另對水中的氨氮氟離子也有很好的去除效果,是水處理行業理想中的新型過濾材料,失效后的沸石還可用濃鹽水逆流再生后重復使用。

采用沸石和砂濾料作為BAF濾料處理紡織廢水。細胞計數結果表明、沸石濾料上生長的亞硝化單胞菌和硝化菌的數量分別為3.0×1082.2×109 CFU/mL.而砂濾料上生長的數量分別是4.5×1086.5×108 CFU/mL.從硝化菌的數量來上看,沸石濾料上更適宜微生物的硝化作用,另外從對有機物和TKN的去除來看、以沸石為濾料的BAF的效果要好于以砂為濾料的BAF。采用沸石作為濾料的BAF可使紡織廢水的COD去除率達86%~92%BOD去除率達99%,色度去除率在77%-79%,這是由于自然沸石濾料的比表面積大于砂濾料,宜于微生物的附著,且沸石濾料的離子交換能力強,能夠吸附水中的NH4+,而適宜環境的硝化菌的大量生長,使NH4+轉化為硝酸鹽。

粒徑可根據需要制作,水流流態好、過濾周期長、反沖洗容易進行、截污能力強。

 

沸石是什么?

沸石粉

沸石顆粒

活化沸石用途

 

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