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沸石矿咨询：沧州市沸石私有矿现开采加工

沸石是沸石族矿物的总称，是一种架状的含水铝硅酸盐矿物，常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石和片沸石等，具有独特的离子交换性、离子交换性、催化性、热稳定性和耐酸性等，广泛应用于建材、环保、离子交换、催化裂化、日用轻工、石油化工、农牧业、造纸和塑料等领域。

1、沸石的物理化学性能

（1）选择性吸附性

沸石的孔道结构使其具有很大的内表面积，脱水后因孔道结构的连通和空旷而具有更大的内表面积，巨大的内表面积形成了沸石的吸附性能。

选择性吸附与分子筛效应是沸石吸附性能的一个重要特征。沸石中的孔道和孔穴一般大于晶体总体积的50%，且大小均匀，有固定尺寸，有规则的形状，一般孔穴直径为0.66-1.5nm，孔道为0.3-1.0nm。显然，直径小于沸石孔穴的分子可进入孔穴，而大于孔穴的分子则被拒之孔外，因而沸石具有被称之为分子筛效应的筛选分子作用。

另外，被吸附分子的性质也对沸石的吸附行为产生重要影响，沸石对H2O、NH3、H2S、CO2等极性分子具有很强的亲和力，吸附作用很强，并且湿度、温度和浓度等条件对其影响很小。

沸石的硅铝比因直接影响沸石晶体内部的静电场，而影响吸附力的强弱。硅铝比值越大，吸附力就越弱。载铜沸石可以用于除藻。除藻剂的除藻效果投药第2天，与未加除藻剂的对照组相比，藻细胞残余率已降到14%，即除藻率达到了86%，除藻效果好。在随后的几天藻细胞数目不断下降，第5天时藻细胞几乎全部被杀死，去除率达到。这是由于沸石缓慢释放出铜离子，保持其灭杀能力。然后放入并将载铜沸石用于除藻试验。通过实验可以看出双份平行实验1瓶空白作为对比其中1瓶加入2mg除藻剂在250mL三角瓶中加入初始细胞密度为1.0×104个/mL的藻液10mL曾进行过采用载铜可溶玻璃和用铜作为除藻剂除藻的研究，与之相比，FZT更彻底，并且避免了用铜除藻时药效持续时间短和载铜可溶玻璃除藻剂制作复杂的缺点。

（2）离子交换性

沸石的离子交换性源于因平衡沸石结构中Al3+替代Si4+后引起的电价不平衡而存在于沸石孔道中的可交换性阳离子，如K+、Na+和Ca2+等。

沸石的离子交换表现出明显的选择性，例如方沸石中的Na+易被Ag+、Ti、Pb等交换，而被NH4+交换的量较低。

（3）催化性能

沸石具有很高的催化活性，且耐高温、耐酸，有抗中毒的性能，是优良的催化剂及其载体。沸石呈现催化性质的机理主要是由其晶体结构中的酸性位置、孔穴大小及其阳离子交换性能所决定的。

沸石催化的许多反应属于正碳离子型，经过正碳离子中间体发生反应。沸石对一些游离基反应、氧化-还原反应也有相当的催化活性。

天然沸石一般不能作催化剂，只有采用离子交换法改性为H型沸石后，才能用做催化剂。天然沸石可以作为载体，承载具有催化活性的金属（如Bi、Sb、Ag、Cu及稀土等），通过金属作用表现出良好的催化性能。孔道和空腔充满着水分子，温度100℃时可除去其中的水分子，孔隙度变大，提高了吸附性能. 因此， 100℃时NaCl活化效果好.。

（4）稳定性

沸石的耐热稳定性主要取决于其中Si+Al与平衡阳离子的比例，在其组成变化范围内，一般Si含量越高，热稳定性越好。

天然沸石具有良好的耐酸性能，在低于100℃下与强酸作用2h，其晶格基本不受破坏，丝光沸石在王水中也能保持稳定。因此天然沸石常用酸处理方法进行活化、再生利用和其他目的的利用。

沸石的耐碱性远不如耐酸性好，这是由于沸石晶体格架中存在酸性位置所造成的。当将其置于低浓度强碱性介质中，沸石结构即遭破坏。

2、沸石的应用领域

（1）农牧业

利用沸石的离子交换性和吸附性，将其掺入土壤中，可明显提高土壤的离子交换性能和吸附性能，从而达到保肥、保水和改良土壤的效果。

据介绍，日本许多地区皆在农施加沸石粉来中和酸性火山质土壤，施用沸石粉后，水稻、小麦可增产5%-10%。我国浙江省施用450-900μm沸石粉，水稻增产10%-20%。

沸石还用做饲料的添加剂和饲养场除臭用吸附剂等。

（2）建材

沸石在建材方面主要在水泥中作活性混合料和在混凝土中作掺和料，起到降低水泥用量，发挥和改善各种功能的作用。

沸石作为水泥混合料主要是因沸石中含可溶性的活性铝成分，而具有火山灰活性的原因。因此可在不影响水泥性能的前提下，部分代替胶凝材料。

利用沸石的火山灰活性特点，在混凝土，特别是高性能混凝土中作掺和料使用，沸石可与水泥水化后形成的副产物Ca（OH）2（无硬化强度）发生反应生成具有硬化强度的物质，从而提高混凝土的强度。沸石粉商品类型，用途01型：20目，颗粒状，鸡料用02型：40目，颗粒状，鸡料及载体用。03型：100目，粉状通用型，主用于猪料04型：100目，黄色粉状。①香味剂载体用。②改动商品色泽。05型：100目，粉状，烘干商品，预混料专用06型：60目，微颗粒状，小鸡料及载体用。

沸石在混凝土中作掺和料，还有独特的意义和作用，由于沸石的离子交换性，它可吸纳混凝土体系中水泥和其他组分带入的Na+和K+，从而或降低了Na+和K+与具有活性SiO2组分的集料发生的碱集料反应，提高混凝土的耐久性和使用安全性。

天然沸石在110℃时具有很好的发泡性，因此它还是生产轻骨料混凝土及其他轻质建材的原料。

（3）石油和化工

沸石可用做催化剂及其载体，以沸石为基本原料的催化剂应用非常广泛，主要领域为：

用做石油炼制过程中的裂化催化、液压催化和氢化裂化；用做石油化工中的异构化、重整、烷基化、歧化和转烷基化等；在环保工业中用斜发沸石作催化剂可使环乙醇异构化为羧****戊烷；在H2S气氛中使碳氢化合物加氢脱蜡等用IIB族金属离子（锌等）交换处理的毛沸石作催化剂，可使石油脱硫并提高辛烷值；用HCl处理的丝光沸石作催化剂，可促进正丁烷的异构化；用NH4+交换后的丝光沸石对异丙苯有较高的分解活性；H型丝光沸石可直接用作高分子单体的聚合剂。

另外，沸石可作干燥剂、吸附剂和气体分离剂用于石化领域，如：

用天然沸石制成的干燥剂和吸附剂可选择性吸收HCl、H2S、Cl2、CO、CO2及**甲烷等气体，可分离天然气中的H2O、CO2和SO2等，提高天然气质量，可分离空气中的O2、N2，制取富氧气体和氮气，也可除掉其他有用气体中的痕量N2。利用沸石的吸附性能，还可回收合成氨厂废气中的氨；吸附硫酸厂废气中的H2S等。利用沸石的离子交换性，以Na+和K+离子置换法可从海水中提取钾。其中斜发沸石对钾有特殊的选择交换性能，用饱和NaCl溶液在100℃下将斜发沸石改型成Na型沸石，其离子交换容量可进一步提高，从而改善提钾效果。我们在日常生活中的许多行业中使用它们比如多肉植物还有环境修复以及公园绿化等都有使用。沸石颗粒是一种含有硅酸盐矿物质的石头呈不规则大小的粒状。由于其特殊的多孔到结构，它有很好的吸附性。沸石粉对混凝土的效果：善混凝土拌合物的和易性。高混凝土强度。沸石颗粒是一种在生活中很常见的材料在我们的许多行业中使用非常广泛。它的离子交换性具有很灵活的交换性质。我们来看看沸石颗粒的特性和其他使用领域。沸石颗粒具有以下特征。

（4）水处理

废水中含Hg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+、As3+等重金属阳离子和有机污染物，斜发沸石、丝光沸石因对这些杂质具有强烈吸附作用而用做其净化材料，沸石还可净化废水中的NH3-N，H2PO42-、HPO42-、PO43-等以及污水中的氨态氮NH3-N等有害杂质。沸石的离子交换作用还被用来从工业废水中回收某些金属。

沸石还可在改善水质方面加以应用。天然沸石可吸附硬水中的阳离子，使水软化。如西沙群岛的饮用水即是以当地含沸石的火山角砾岩处理后，排除了较多的有机质，降低了矿化度，减少了氨离子和根，而成为标准饮用水的；斜发沸石作离子交换吸附剂，经硫酸铝钾再生系列处理，可降低高氟水中的氟含量，并使之达到饮用水标准；另外，用银交换的沸石可以淡化海水。

（5）空气净化材料

沸石作为具有微孔孔道和空隙结构，并具有离子交换性和吸附选择性的多孔矿物材料，可成为纳米尺度单元物质在一维、二维和三维空间排列并生成组装材料的媒介。复合纳米单元物质性质和沸石孔道特性的沸石纳米孔-金属离子及簇团组装材料为其在净化室内空气方面实现应用打下了良好基础。

以沸石为载体，通过孔道吸附作用活化、抗菌组分在纳米孔道中组装并稳定固化等技术制备的具有无机抗菌和快速吸附除味功能的无机抗菌型除味剂可成为居室、卫生间、汽车内室和电冰箱等局部环境空气的净化产品。大多数沸石便会膨胀发泡，像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态，如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体，片沸石和辉沸石则呈板状。分子像搭架子似地连在一起，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。已经发现的就有36种。就是说在它们的晶体内它们的共同特点就是具有架状结构沸石沸石有很多种这些水分在遇到高温时会排出来丝光沸石又成了针状或纤维状等等。比如用火焰去烧时各种沸石如果内部纯净的话它还可以再重新吸收水或其他液体。于是特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中。在土壤中也有发现。

（6）环境污染治理

沸石是具有孔道结构和含水架状硅铝多孔矿物，因有独特的晶体结构和化学性质，使之具有分子筛分、离子交换、吸附和催化等功能，因而在污水处理、土壤修复、大气污染治理、汽车尾气处理等众多环境领域有着广泛的应用，上一期推文已讲到（沸石环保矿物材料），在此不再赘述。

（7）造纸领域

沸石族矿物特有的结构特性赋予的高孔隙度、吸附性、离子交换性、特殊光泽性（玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽）等，可用于造纸填料、特种涂料颜料和水处理剂。

（8）沸石类止血剂

沸石是从自然界中发现的多孔晶状铝硅酸盐矿物，能够吸收大量的水，与周围的溶液进行离子交换，具有长期的物理和化学稳定性而没有生物毒性，这使得沸石成为制备止血剂的理想材料。获得FDA批准上市的沸石类止血剂主要有美国Ｚ型公司的QC、ACS、ACS等。

（9）核废料处理

沸石还可用于核废料处理。如斜发沸石和丝光沸石具有耐辐射功能，且对Cs、Sr有高的选择换能力，因而可用以除去核废物中半衰期较长的Cs、Sr，并通过熔化沸石将放射性物质长久固定在沸石晶格内，从而控制放射性污染。

（10）其他应用

沸石作填料用于造纸、塑料、橡胶工业；还可用于制造新型气相防锈剂、红外辐射材料；还可用做热能贮藏，太阳能制冷等；绿光沸石可作食用油吸附剂杂质；美国研制细粒沸石已用于杀虫剂载体、液态肥料悬浮剂和抗肥料结块剂等；铅沸石可用于生产铅-酸电池电极等。

随着经济发展和生活水平的提高，预计未来沸石将能在环境保护、、土壤修复、国防电子、水处理等领域具有更大的高值化利用前景。磷化合物，当其大量进入水体，就会引起藻类过量繁殖，使水质恶化，水中溶解氧降低，鱼及水生生物大量死亡，水体发出恶臭，极大地降低了公园湖的景观价值。去除水体中氮，磷的方法主要有化学混凝沉淀，生物处理，氧化塘。故应尽可能降低除藻剂的用量可能在海水中积累而对其他生物产生影响用沸石吸附后投放到海水中增效剂的利用铜离子对生物有一定的毒性离子交换和吸附法等。在吸附法中，天然沸石以其资源丰富，成本低和性能优越。所以可加入某些增效剂。公园湖水富营养化是当前面临的环境问题。营养物质主要来源于工业和生活废水中的氮成为污水处理中有前途的一类吸附剂。权新军等采用长春产天然沸石为原料，经改性处理制成污水吸附剂，用于富营养化公园湖水样的处理，取得了满意的结果。

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