Цеолит как полезные ископаемые имеет необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Он применяется в строительстве, нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки воды, медицине...
Описание
Цеолиты – группа минералов вулканическо-осадочного происхождения, каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов. В настоящее время известно более 40 структурных видов природных цеолитов, наиболее распространенными из которых являются клиноптилолит, гейландит, филлипсит, ломонит, морденит, эрионит, шабазит, феррьерит, анальцим.
Достаточная техническая прочность клиноптилолита, устойчивость к действию высоких температур, агрессивных сред и ионизирующих излучений, селективность к крупным катионам щелочных, щелочноземельных, редких, рассеянных и некоторых тяжелых металлов, поглощающая способность и ситовый эффект – все это обуславливает широкое использование минерала
Цеолит как полезные ископаемые имеет необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Они применяются в строительстве, нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки питьевых и технических вод, на элеваторах при осушке зерна, в подготовке грунтов для теплиц, комнатных растений, на дачах, приусадебных участках, на больших с/х площадях (особенно в засушливых районах) и так далее. При строительстве стадионов, гольфовых полей, спортивных площадок и просто лужаек цеолит используется, как дренаж. Он будет удерживать воду и помогать усвоение удобрений. Животноводы используют цеолит для устранения запаха аммиака в помещениях, а комбикормовые заводы успешно применяют в кормах как отличный сорбент.
Общим для всех минералов из группы цеолитов является наличие трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены (удалены) путем ионного обмена и дегидрации, причем обратимо, без разрушения каркаса цеолита. Лишенный воды цеолит представляет собой микропористую кристаллическую «губку», объем пор, в которой составляет до 50% объема каркаса цеолита. Такая «губка», имеющая диаметр входных отверстий от 0,3 до 1 нм (в зависимости от вида цеолита) является высокоактивным адсорбентом.
Диаметр входных отверстий «губки» имеет строго определенные размеры. В связи с этим происходит так называемый молекулярно-ситовый отбор при сорбции молекул из газа в жидкости.
Свойства цеолитов позволяют разделять молекулярные смеси даже в тех случаях, когда разница в размерах молекул составляет 10-20 пм.
Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов с кристаллической структурой цеолита. При этом, также как и при адсорбции молекул, необходимо соответствие размеров входных отверстий в цеолитовый каркас и замещающих ионов.
Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом часто представляет большую сложность.
Ионоситовый эффект позволяет адсорбировать из газовых и жидких систем пары азота, CO2, SO2, H2S, Cl2, NH3. Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять NH4+ из сточных вод и водоемов, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов из промышленных сточных вод, очищать природные газы. Емкость поглощения цеолитов в 30 раз выше, чем у ионообменных смол.
Химический состав цеолита
Компоненти | SiO² | Al²O | Fe²O³ | Ti O² | Ca O | Mn O | K²O+ Na²O | F | As | Pb | Cu | P²O5 |
% | 71,5 | 13,1 | 0,9 | 0,2 | 2,1 | 1.07 | 5,03 | 0,025 | 0,0015 | 0,002 | 0,002 | 0,033 |
Основные катионы, которые поглощаются из жидкостей:
Cs+. Pb+. K+. NH4+. Ag+. Cd2+. Pb2+. Zn2+. C2+. Hg2+. Ba2+. Sr2+. Ca2+. Mg2+. Co3+. Al3+. Cr3+. Fe3+.
Основные газы, которые поглощаются:
Co. Co2. So2. Nh3. N2. HCHO. Ar. O2. He. Kr. Xe. CH3OH. Фреон. Формальдегид. Меркаптани.
Содержимое микроэлементов | Mn | zr | ba | rb | ce | zn | y | nb | ga | th |
| 242 | 235 | 232 | 110 | 52 | 45 | 22 | 22 | 20 | 12 |
Цеолит - это материал с большим содержанием различных минералов и микроэлементов.