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什么是沸石?

沸石为Na、Ca等金属离子的含水铝硅酸盐矿物。Na、Ca、Al、Si元素在地壳中的含量是很丰富的,它们均为主要的造岩元素,所以沸石应该是比较常见而且分布比较广泛的造岩矿物。

而在岩浆作用过程中,蕞初因温度较高,岩浆以SiO24-为主。它是弱酸,不能和强碱性的阳离子K+、Na+结合,而只能与碱土金属族的Mg2+和Fe2+结合,所以蕞早形成由 MgSiO3和 FeSiO4所构成的橄榄石和由 MgSiO3和FeSiO3构成的辉石。随着温度降低,出现Si4O611和Si2O2-4,酸性增强,可与碱性较强的K+、Na+、Ca2+结合形成角闪石和云母。当岩浆中出现硅铝酸根后,由于它是一种较强的酸,故能与碱金属K、Na和碱土金属Ca结合形成各种长石。所以在岩浆作用阶段几乎没有沸石的出现。

在热液阶段,随着热液的运移及与围岩作用,热液由酸性逐渐转变为弱碱性,沸石滤料批发,弱碱性的条件有利于沸石的形成。矿物的结晶顺序是按晶格能递减的顺序进行的。对硅酸盐矿物,首先形成的是岛状构造硅酸盐,其次是链状、层状构造硅酸盐,蕞后是架状构造硅酸盐。所以在低温热液阶段有少量的沸石形成。但是由于沸石矿化受岩石渗透性的约束,只有在岩石空洞裂隙比较发育的地段矿化才较为有利。这就造成了岩石中沸石矿物分布的不均匀性。另外,在岩石空洞裂隙发育的条件下,其成矿的物理化学环境也有很大差别。所以热液作用条件下生成的沸石矿在化工业意义较小。

绝大部分的沸石是由沉积的铝硅酸盐矿物与孔隙水反应形成的(或由铝硅酸盐矿物经热液蚀变形成)。由于原岩质地均匀,成矿的物理化学条件也比较稳定,在成岩作用中沸石生成速度缓慢,故可形成重要的工业矿床。




沸石的晶体构造

沸石分子筛的晶体结构可分为三个组分:(1)铝硅酸盐骨架,(2)骨架中含有可交换阳离子m的孔洞,(3)位相水分子,即沸石水。

沸石的结构不同于石英和长石。石英和长石的骨架结构相对紧密,比重为2.6-2.7;沸石的骨架结构相对稀疏,比重为2.0-2.2。脱水空腔可大达47%,如菱晶石,甚至50%如合成沸石。

在长石结构中,金属离子被限制在由氧离子组成的晶体骨架的空隙中。除非晶体被破坏,否则这些金属阳离子很难自由移动。当Ca交换Na或K时,必须同时进行Si和Al的置换,即成对置换,这必然会引起Si/AI比值的变化。

在类长石结构中,金属离子分布在相对开放的互联空间中,比重为2.14~2.45。阳离子可以通过结构途径相互交换而不破坏晶体结构。方钠石和霞石曾被认为是沸石族矿物。

在分子筛结构中,金属阳离子位于晶体结构较大的孔或空穴中,并相互连接。因此,阳离子可以通过通道自由交换而不影响晶体结构。沸石中易发生2(Na,K)(Ca2+)的交换,而长石中不易发生。这种交换形式可能是离子交换的一种极端形式,限于沸石和类似矿物。

一般来说,沸石分子筛的水分子是弱的,与骨架离子和可交换的金属离子松弛。这些水分子比阳离子更自由地移动和进出通道。在热的作用下,它可以自由地分离和附着,而不影响其骨架结构。





沸石具有架状结构,水处理沸石滤料,它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,沸石滤料厂家,中间形成很多空腔。

因为在这些空腔里还存在很多水分子,因此它们是含水矿物。沸石中的水分可以跑出来,蚌埠沸石滤料,但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此,它还可以再重新吸收水或其他液体。于是,这也成了人们利用沸石的一个特点。

我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质,可以让它使空气变得干燥,可以让它吸附某些污染物,净化和干燥酒精等等。

沸石的耐酸性

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°C下处理2小时,试验证明两者均有较强的耐酸性,其中斜发沸石在4N盐酸中处理,丝光沸石在10mol/L盐酸中处理,晶体结构均未被破坏。

此外,沸石还具有化学反应性、远红外辐射性、可逆脱水性等工艺性能。




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