辉沸石

更新时间:2022-08-25 13:28

辉沸石是沸石的一种,在沸石这个家族中,辉沸石与片沸石相似。现在已发现的沸石矿物有34种之多,但 其中大多数在自然界中都很少见。沸石晶格中的阳离子和铝硅酸盐格架结合较弱,能可逆地被其它阳离子交换代替,同时也不破坏沸石的晶体结构,因而其具有离子交换性能.利用沸石的吸附和离子交换性能,它已广泛应用于农业、石油化工、建筑业、畜禽饲养、环境保护和能源利用等领域。天然辉沸石是一种质量好,用途广泛且罕见的沸石。与其它沸石一样,都是一族含水架状构造铝硅酸盐矿物。沸石其内部有许多大小不一的开放性孔洞和通道,具有很大的比表面积,因此,沸石的吸附量特别高,其作为吸附剂,具有容易开采、价格低廉、较高的化学和生物稳定性、吸附性能较好等特点,可能会大规模应用于含染料废水的处理,具有较好地开发利用前景。

介绍

沸石是一族由[( Si, A1) 0,]四面体组成的、兼有架状构造的含水铝硅酸盐矿物,其晶体结构比较特殊一一有许多大小均一的孔道和孔穴,而孔道和孔穴由阳离子与水分子占据。孔道中的水分子能可逆地吸附、脱附,而不破坏沸石的晶体结构,脱水后,沸石的孔穴变得空旷,可以吸附并储存大量极性分子,所以其具有吸附性能;沸石晶格中的阳离子和铝硅酸盐格架结合较弱,能可逆地被其它阳离子交换代替,同时也不破坏沸石的晶体结构,因而其具有离子交换性能.利用沸石的吸附和离子交换性能,它已广泛应用于农业、石油化工、建筑业、畜禽饲养、

环境保护等领域。与合成沸石相比,天然沸石矿藏丰富,价格低廉,所以其开发利用备受关注。

广西辉沸石矿储量大,纯度高,铁的含量很低,仅一0. 27%,白度几乎接近90度,晶体大。它是一种质量较好、用途较广且罕见的沸石矿,也是目前国内外唯一具有工业意义的辉沸石矿。广西辉沸石自1989年发现以来已有10余年,但为其开发应用提供理论依据的理化性质尚无系统而全面的研究。对辉沸石吸附性能和离子交换性能的研究,是有效开发利用沸石矿物资源的前提.在现有实验条件的基J出上,本文主要针对广西辉沸石的吸附和离子交换性能做了比较深入的研究.

针对辉沸石的吸附性能,本文讨论了它的加热活化方式,并与其酸浸泡活化方式进行了比较,其中以加热方式为佳。辉沸石最佳的活化与再生条件为200℃加热1h,经活化后其饱和吸水率约为12. 4%.辉沸石的饱和吸水率受粒度和环境相对湿度的影响不大,经过再生后,其可以重复使用。预期辉沸石可以代替硅胶与活性炭作为吸附剂使用。

最常见的沸石矿物有:浊沸石钙十字沸石、片沸石、辉沸石、斜发沸石毛沸石菱沸石丝光沸石方沸石等。其中钙十字沸石、片沸石、斜发沸石、毛沸石、菱沸石和丝光沸石在工农业上有广泛用途。 辉沸石是一种天然铝硅酸盐矿物,具有保氮、减少磷固定作用。

物理性质

晶体呈平行(010)板状,常常见到双晶面沿(001)的十字形贯穿双晶,成单独晶体者很少。一般皆以束禾状集合体出现。颜色为白色,有时带淡黄、淡褐或淡红色。{010}解理完全。硬度为3.5-4。比重为2.09-2.20。

光学性质

薄片中无色透明,负突起低。辉沸石矿物晶体属于单斜晶系。外型有板状、片状或纤维状等,聚晶则以放射状球体以及双晶的型态出现,有时甚至呈稻草束状的聚晶外型,非常特别。正交偏光间干涉色为一级灰白至白色。长条状切面上最大消光角为5度。负延长符号。但在垂直(010)的切面上则见到平行消光。在垂直c轴的横切面上可见到少许偏一点的锐角等分线干涉图,光轴角中等。

产出与产地

主要形成于玄武岩质火山岩的裂隙或(杏仁状)气孔中,极少数辉沸石产于变质岩、浅成岩或深成岩中;常与方解石、片沸石(heulandite)以及其他沸石类矿物共生。

辉沸石的世界著名产地有:

1.美国纽泽西州:据说最顶级的辉沸石产于本地的Paterson区,Great

Notch产亮橘色的辉沸石晶体;

2.加拿大Nova Scotia:辉沸石产量惊人,主要产于Fundy湾的Annapolis谷地一带;

3.苏格兰的Kilpatrick:产亮橘色的辉沸石晶体,

4.印度Poona:今日国际市场上许多美丽的辉沸石结晶许多是由本地以及邻近区域供应的。

除此之外,冰岛、挪威等地也出产辉沸石。

红辉沸石

红辉沸石是含水的铝硅酸盐矿物,内部有许多开放性的空洞和通道,具有很大的表面积,是具有广泛应用前景的非金属矿物。本文对广西车田红辉沸石矿床的红辉沸石进行了较为系统的矿物学特征研究,探索了其作为农业肥料吸附剂和作为高分子材料增强添加剂的应用。

经济用途

辉沸石属于沸石类矿物的结晶结构中存在了许多孔隙与孔道,藉由孔隙或孔道的大小,它们能使大分子留置于结晶构造中,或使分子顺利通过,算是一种多孔过滤材料;在空气中,沸石最多能吸收约百分之30矿物重量的物质,而在碳氢化合物当中,其吸收能力可进一步达到其重量的百分之90,换言之,辉沸石(以及其他沸石类矿物)可以吸收钙分子与镁分子将硬水软化,也能应用于溢油危机的处理,以及将工业制造所产生的臭气分子吸收或抑制等用途。此外,辉沸石也是常见的矿物收藏品。

相关研究

辉沸石属于沸石类矿物。公元1756年,瑞典的矿物学家Cronstedt利用吹管焰灼烧沸石矿物,发现矿物会膨胀起泡、放出水气,如同沸腾一般,「沸石」即因此而得名。

辉沸石结晶构造中铝、矽四面体组成环状单位,这些环状单位沿着一个方向排列,因此造就了辉沸石晶体最主要的一组相互平行的晶面、一组发育优良的解理以及美丽的珍珠光泽;同样地,一如其他的沸石矿物,多孔隙的结晶结构也使得辉沸石矿物密度低、硬度低。

处理染料废水

染料废水一直是工业污水处理中的难点,直接排放将给生态环境以及人类带来严重危害:未经处理的染料废水进入江湖、大海和地面水中,废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,影响水生生物和微生物生长,不利于水体自净,易造成视觉上的污染。且废水中含有多种具有生物毒性、重金属以及导致“三致”(致癌、致畸、致突变)性能的有机物,它们在自然环境中能长期存在并通过食物链等迁移方式危害人类健康。因此,治理染料废水所带来的污染迫在眉睫。

在美国、日本己利用沸石从污水中除去氨氮等氮类化合物,建有小规模污水厂并己投入使用’ZI,在我国也开展了大量的沸石应用于水处理的研究工作,但多数仍然处于试验室内研究阶段,己见报道的天然沸石的应用有去除蒸馏水、饮用水和炼焦废水中氨氮的深度处理,用于降氟试验,去除水中的油,硬水的软化,海水提钾和脱色等方面。

天然辉沸石是一种质量好,用途广泛且罕见的沸石。与其它沸石一样,都是一族含水架状构造铝硅酸盐矿物。沸石其内部有许多大小不一的开放性孔洞和通道,具有很大的比表面积,因此,沸石的吸附量特别高,其作为吸附剂,具有容易开采、价格低廉、较高的化学和生物稳定性、吸附性能较好等特点,可能会大规模应用于含染料废水的处理,具有较好地开发利用前景。

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