沸石礦

沸石按來源分為天然和合成沸石。其中合成沸石具有純度更高、性能可控的特點, 多用于催化劑載體、洗滌助劑等, 常見品種有3A、4A、SA、13 X、10 X 等。我國是天然沸石資源和品種較為豐富的國家, 相繼發(fā)現(xiàn)沸石巖產地4 0 0 多處, 廣泛分布在我國的東部和中部地區(qū)等的21 個省、自治區(qū)。目前已發(fā)現(xiàn)的沸石品種有斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石、方沸石、片沸石、鈣十字沸石、鈣甲十字沸石、輝沸石、濁沸石、鈉沸石等10多種。利用以斜發(fā)沸石為主, 絲光沸石次之。

我國比較著名的礦區(qū)(礦山)有:

(1)浙江省縉云縣老虎頭、天井山混合型沸石巖礦區(qū)(" 混合型" 意指同一礦體或同一礦石中由斜發(fā)沸石和絲光沸石二者組成的混合型礦床) .

(2) 河北省赤城縣獨石口斜發(fā)沸石巖礦區(qū);

(3) 河北省圍場鹿圈斜發(fā)沸石巖礦區(qū),

(4) 山東省濰縣涌泉莊絲光沸石和斜發(fā)沸石巖礦區(qū);

(5) 山東省萊陽縣白藤口絲光沸石巖礦區(qū);

(6) 山東省萊西縣斜發(fā)沸石和絲光沸石巖礦山;

(7) 黑龍江省海林斜發(fā)沸石巖礦區(qū);

(8) 黑龍江省嫩江縣大石粒子斜發(fā)沸石巖礦區(qū).

(9) 河南省信陽上天梯斜發(fā)沸石礦區(qū),

(10) 遼寧省北票斜發(fā)沸石巖礦山;

(11) 遼寧省彰武縣羅鍋溝絲光沸石巖礦區(qū);

(12) 吉林省九臺縣銀礦山混合型沸石巖礦區(qū);

(13) 內蒙古呼和浩特郊區(qū)陶卜齊絲光沸石巖礦山等。

沸石比一般的石頭輕，因為它的內部充滿了微細的孔穴和通道，比蜂房都復雜得多。假如把沸石比作旅館，那么一立方微米的這種"超級旅館"內，竟有100萬個"房間"!這些房間能根據(jù)"旅客"(分子和離子)的性別、高矮、胖瘦、嗜好的不同，自動開門或擋駕，絕不會讓"胖子"誤入"瘦子"房間，也不會使"高個子"與"矮個子"同住一室。根據(jù)沸石的這一特性，人們用它來篩選分子，從工業(yè)廢液中回收銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鉬等金屬微粒，成為上天賜予人類的"天然分子篩"。

很久以來，人們只把沸石作為一種特殊的玩石，放在博物館里供人參觀。直到20世紀60年代，才引起世人的重視而作為礦產開采。當時我國在這方面還是一項空白。1972年6月，一位地質技術員在浙江紹云縣發(fā)現(xiàn)了中國的第一塊沸石，由此引起了全國地質界的高度重視。隨后，在全國21個省、自治區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了140個沸石礦床(點)。世界上已有美國、日本等四十多個國家發(fā)現(xiàn)了沸石礦床，總數(shù)已達1000個以上，集中分布在環(huán)太平洋地區(qū)和地中海地區(qū)。

主要天然沸石有斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石和鈣十字沸石等。

礦床評價指標:邊界品位(銨離子交換量)100ml/100g，工業(yè)品位130ml/100g。

多為露天開采。選礦采用浮選、重選、磁選、絮凝分選等方法均可。

用作耐酸干燥劑、有機廢氣焚燒凈化催化劑、農藥顆粒劑、飼料添加劑。用于高分子化工、橡膠、化妝品、涂料、人造革以及建材、環(huán)保、水處理、電子、造紙、食品、海水提鉀等部門。

雖然它們屬于似長石礦物，但卻與沸石有很多相關的地方，因此不但名為方沸石，而且有時也被歸屬于沸石類。方沸石有無色的，也有白、灰、紅色的，具有玻璃光澤，透明到不透明的都有。

主產地:蘇格蘭、北愛爾蘭、冰島、格陵蘭島、挪威、意大利等

顏色:無色透明，偶見粉紅色、黃色或綠色。

類型:硅酸鹽

晶系:等軸晶系

化學分子式:NaAlSi2O6·H2O

解理:不完全

斷口:貝殼狀

條痕:白色

光澤:玻璃光澤

熒光:無

第1章沸石礦物與沸石種類.1

1.1概述1

1.2沸石的成因3

1.3礦產類型及其分布4

1.3.1礦床的成因類型5

1.3.2礦床的工業(yè)類型7

1.3.3礦產的分布情況7

1.3.4我國沸石礦床特征8

1.4沸石礦物的特征9

1.4.1斜發(fā)沸石(clinoptlolite)9

1.4.2絲光沸石(mordenitem)11

1.4.3毛沸石(erionite)12

1.4.4菱沸石(chabazite)13

1.4.5片沸石(heulandite)14

1.4.6鈣十字沸石(phillipsite)15

1.4.7方沸石(analcime)16

1.4.8濁沸石(laumontite)17

1.4.9鎂堿沸石(ferrierite)17

1.4.10八面沸石(faujasite)18

1.4.11鈉沸石(natrolite)19

.1.4.12輝沸石(stilbite)20

1.4.13斜堿沸石(amicite)21

1.4.14銨白榴石(ammonioleucite)21

1.4.15板沸石(barrerite)21

1.4.16貝爾伯格石(bellbergite)22

1.4.17硅鋰鋁石(bikitaite)22

1.4.18伯格斯石(boggsite)22

1.4.19鍶沸石?(系列)[brewsterite?(series)]22

1.4.20水硅錳鈣鈹石(chiavennite)22

1.4.21刃沸石(cowlesite)23

1.4.22環(huán)晶沸石?(系列)[dechiardite?(series)]23

1.4.23鋇沸石(edingtonite)23

1.4.24柱沸石(epistilbite)24

1.4.25十字沸石(garronite)24

1.4.26鋅硅鈉石(gaultite)24

1.4.27水鈣沸石(gismondine)24

1.4.28鈉菱沸石?(系列)[gmelinite?(series)]24

1.4.29戈硅鈉鋁石(gobbinsite)25

1.4.30纖沸石(gonnardite)25

1.4.31古柱沸石(goosecreekite)26

1.4.32戈塔迪石(gottardiite)26

1.4.33交沸石(harmotome)26

1.4.34香花石(hsianghualite)26

1.4.35氯硼硅鋁鉀石(kalborsite)26

1.4.36白榴石(leucite)26

1.4.37插晶菱沸石?(系列)[levyne?(series)]27

1.4.38鈹硅鈉石(lovdarlte)27

1.4.39莫里鉛沸石(maricopaite)27

1.4.40針沸石(mazzite)27

1.4.41麥鉀沸石(merlinoite)28

1.4.42中沸石(mesolite)28

1.4.43蒙特索馬石(montesommaite)28

1.4.44穆丁鈉石(mutinaite)28

1.4.45鉀沸石(offretite)28

參考文獻29

第2章沸石的結構與性能30

2.1沸石的結構30

2.1.1沸石結構的一般特征30

2.1.2沸石結構中的幾種空穴形狀31

2.1.3幾種主要沸石的結構33

2.2沸石的物理、化學性質41

2.2.1沸石的化學成分41

2.2.2沸石的吸附性能43

2.2.3沸石的離子交換性能46

2.2.4沸石的吸附?交換性能48

2.2.5沸石的離子交換平衡常數(shù)49

2.2.6沸石改性后的吸附與交換性能54

2.2.7沸石的催化性能55

2.2.8沸石的穩(wěn)定性56

參考文獻57

第3章沸石的加工、改性與合成58

3.1天然沸石的選礦58

3.2天然沸石的工業(yè)加工方法60

3.3天然沸石的改性處理方法61

3.3.1p型沸石61

3.3.2cu型沸石61

3.3.3h型沸石62

3.3.4na型沸石62

3.3.5nh+4型沸石62

3.3.6ca型沸石62

3.3.7八面沸石63

3.3.8有機化沸石63

3.3.9非骨架元素的改性64

3.3.10骨架元素的改性65

3.3.11沸石改性進展67

3.4沸石的人工合成68

3.4.1水熱合成69

3.4.2堿處理法70

3.4.3沸石合成進展71

參考文獻82

第4章沸石在環(huán)境保護中的應用..83

4.1除氟86

4.1.1飲用水中除氟87

4.1.2高氟水中除氟91

4.2水中去除有機物94

4.2.1水中去除有機污染物94

4.2.2對養(yǎng)殖廢水的處理95

4.2.3含苯胺廢水的處理96

4.2.4屠宰廢水的處理99

4.2.5改性沸石對印染廢水的脫色研究100

4.2.6微量苯酚和苯的去除101

4.2.7有機印染污水處理105

4.3去除放射性物質106

4.3.1從水中去除放射性物質106

4.3.2從固體中去除放射性物質107

4.4除氨氮107

4.4.1飲用水中去除氨氮109

4.4.2沸石吸附劑脫除煉油廢水中低濃度氨氮試驗研究110

4.4.3沸石處理稀土生產中氨氮廢水的實驗研究114

4.4.4沸石生物濾池處理低濃度生活污水的工藝115

4.4.5工業(yè)污水脫氮118

4.4.6城市污水脫氨氮119

4.4.7生物沸石床污水脫氮120

4.4.8沸石蘆葦床除氮中試研究123

4.4.9沸石與活性炭聯(lián)合除氨氮124

4.4.10沸石脫氨氮后再生技術124

4.5處理含磷廢水129

4.6處理含砷廢水132

4.7處理含重金屬(鉛鎳鋅鎘銅鐵錳汞)廢水134

4.7.1處理含鉛廢水134

4.7.2處理含鉛、鋅、鎳電鍍廢水138

4.7.3處理含鉛、鎘廢水141

4.7.4處理含鎳廢水143

4.7.5處理含銅廢水143

4.7.6去除廢水和水源中的鐵和錳147

4.7.7處理含汞廢水148

4.7.8處理含鉻廢水151

4.7.9利用粉煤灰合成沸石處理銅、鉛、鎘廢水152

4.8水質的綜合處理156

4.8.1處理常州運河微污染水源156

4.8.2沸石濾料對黃河原水的處理158

4.8.3垃圾滲濾液對地下水污染的prb原位處理技術159

4.8.4生物沸石反應器在微污染水源水處理中的應用160

4.8.5沸石在自來水廠中的應用162

4.8.6天然沸石的改性及其對造紙廢水的脫色研究163

4.8.7改性天然沸石處理富營養(yǎng)化公園湖水樣的實驗研究166

4.8.8天然沸石吸附技術防治暴雨徑流氮磷污染167

4.8.9沸石聯(lián)合生物作用處理焦化廢水168

4.9沸石在廢氣與污染氣體中的應用169

4.9.1沸石在去除卷煙煙氣中亞硝胺的應用170

4.9.2新型脫除so2催化劑的研究173

4.9.3沸石膜對純氣體的滲透性研究176

4.10沸石在環(huán)境材料中的應用--抗菌方面的應用176

4.10.1銀型抗菌沸石177

4.10.2銅型抗菌沸石178

4.10.3雙金屬抗菌沸石179

4.10.4液相離子交換法制備沸石抗菌劑179

4.11沸石在環(huán)境材料其他方面的應用180

4.11.1作濾料180

4.11.2作紅外輻射材料180

4.11.3作納米tio2光催化劑載體181

4.11.4其他181

4.12結語181

國內主要參考文獻182

國外主要參考文獻187

第5章沸石在工業(yè)催化過程中的應用189

5.1環(huán)境友好型催化劑--沸石189

5.2沸石在催化裂化中的應用193

5.2.1一種優(yōu)良裂化催化劑的條件193

5.2.2沸石裂化催化劑的性質194

5.2.3影響催化劑活性和選擇性的因素195

5.2.4工藝過程的改進196

5.3沸石在石油化工原料產品生產中的應用196

5.3.1zsm?5型催化劑的合成及苯乙烯的制備196

5.3.2β沸石的合成及其在裂化催化劑中的應用198

5.3.3y型沸石的合成及其在裂化催化劑中的應用199

5.3.4沸石在乙苯和異丙苯合成中的應用200

5.3.5沸石在直鏈烷基苯(lab)的合成中的應用201

5.3.6沸石在己內酰胺合成中的應用201

5.3.7沸石在丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷中的應用202

5.4沸石在加氫異構化、加氫裂化中的應用202

5.5我國沸石催化劑研究開發(fā)現(xiàn)狀203

參考文獻204

第6章沸石在其他領域中的應用206

6.1沸石在建筑材料工業(yè)中的應用207

6.1.1作硅酸鹽水泥的活性混合材料208

6.1.2沸石彩色水泥208

6.1.3利用沸石粉配制高性能混凝土209

6.1.4沸石在建筑膠黏劑中的應用210

6.2現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中沸石的應用210

6.3沸石在農業(yè)土地土壤改良中的應用211

6.3.1天然沸石在農業(yè)土壤改良中的應用211

6.3.2天然沸石在農業(yè)上作為沸石肥料添加劑212

6.3.3天然沸石在農業(yè)上提高磷的釋放能力213

6.3.4天然沸石的其他營養(yǎng)效應213

6.4天然沸石在畜牧養(yǎng)殖及飼料業(yè)的應用214

6.4.1用作微量元素預混料的載體214

6.4.2改善機體消化代謝，促進營養(yǎng)物質吸收214

6.4.3促進生長，提高生產性能214

6.4.4吸附有毒有害物質，防治疾病215

6.4.5改善畜牧生產環(huán)境215

6.4.6沸石在飼料應用中要注意的問題215

6.4.7天然沸石在水產養(yǎng)殖業(yè)中的應用216

6.5開發(fā)能源方面的應用219

6.6輕工業(yè)中的應用219

6.6.1在造紙工業(yè)中的應用219

6.6.2在制糖業(yè)中的應用220

6.6.3在洗滌劑工業(yè)中的應用220

6.6.4在紅外輻射材料中的應用220

6.7沸石分子篩材料在醫(yī)藥領域中的應用221

6.7.1作為離子吸附劑及抗菌助劑221

6.7.2作為緩/控釋藥物載體221

6.7.3抗癌藥物助劑222

6.7.4模擬酶及生物傳感器222

6.7.5其他方面應用223

6.8國防及空間技術中的應用223

6.9原子能工業(yè)中的應用224

6.10電子工業(yè)中的應用224

6.11超真空技術方面的應用224

6.12食品工業(yè)中的應用224

參考文獻225

第7章沸石的鑒定與測試226

7.1沸石的鑒定226

7.1.1沸石巖的野外鑒別特征226

7.1.2沸石的簡易鑒定方法227

7.1.3沸石的專門鑒定方法228

7.2沸石交換容量的測試231

7.2.1陽離子交換容量的測試231

7.2.2沸石吸鉀量的測定232

7.3沸石的比表面積的測試233

7.3.1連續(xù)流動色譜法233

7.3.2極性有機分子吸附法234

7.4沸石的相對密度的測試235

7.5硅鉬黃光度法測定沸石分子篩中的硅236

7.6吸光光度法測定沸石分子篩中的鋁237

7.7洗滌劑助劑4a沸石新理化指標及測試方法238

參考文獻244

附錄沸石信息資源245

參考文獻...248

輝沸石屬于沸石類礦物。西元1756年，瑞典的礦物學家Cronstedt利用吹管焰灼燒沸石礦物，發(fā)現(xiàn)礦物會膨脹起泡、放出水氣，如同沸騰一般，「沸石」即因此而得名。

輝沸石結晶構造中鋁、矽四面體組成環(huán)狀單位，這些環(huán)狀單位沿著一個方向排列，因此造就了輝沸石晶體最主要的一組相互平行的晶面、一組發(fā)育優(yōu)良的解理以及美麗的珍珠光澤;同樣地，一如其他的沸石礦物，多孔隙的結晶結構也使得輝沸石礦物密度低、硬度低。