沸石(zeolite)是一種礦石,*早發(fā)現(xiàn)于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提(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。
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。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點相連,即共用一個氧原子,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。但鋁原子是三價的,所以在鋁氧四面體中,有一個氧原子的電價沒有得到中和,而產(chǎn)生電荷不平衡,使整個鋁氧四面體帶負電。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償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具有獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學性質(zhì),因而使沸石擁有多種可供工農(nóng)業(yè)利用的特性。 **上已發(fā)現(xiàn)的天然沸石一般為淺灰色,有時為肉紅色。拿在手上明顯感到比一般石頭輕,這是因為沸石內(nèi)部充滿了細微的孔穴和通道,比蜂房要復雜得多。
沸石具有吸附性、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。 由于沸石的多孔性硅酸鹽性質(zhì),小孔中存有一定量的空氣,常被用于防暴沸。
天然沸石是一種新興材料,被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等部門,并且它的用途還在不斷地開拓。沸石被用作離子交換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料。在石油、化學工業(yè)中,用作石油煉制的催化裂化、氫化裂化和石油的化學異構(gòu)化、重整、烷基化、歧化;氣、液凈化、分離和儲存劑;硬水軟化、海水淡化劑;特殊干燥劑(干燥空氣、氮、烴類等)。在輕工行業(yè)用于造紙、合成橡膠、塑料、樹脂、涂料充填劑和素質(zhì)顏色等。在國防、空間技術(shù)、超真空技術(shù)、開發(fā)能源、電子工業(yè)等方面,用作吸附分離劑和干燥劑。在建材工業(yè)中,用作水泥水硬性活性摻和料,燒制人工輕骨料,制作輕質(zhì)高強度板材和磚。在農(nóng)業(yè)上用作土壤改良劑,能起保肥、保水、防止病蟲害的作用。在禽畜業(yè)中,作飼料(豬、雞)的添加劑和除臭劑等,可促進牲口成長。
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