沸石详细资料大全

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沸石(zeolite)是一种矿石,最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然矽铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。在希腊文中意为“沸腾”(zeo)的“石头”(lithos)。此后,人们对沸石的研究不断深入。

基本介绍中文名 :沸石 外文名 :zeolite 种类 :30种 用途 :环保壁材水处理土壤修复剂分子筛 中文别名 :矽酸铝钾盐 分子筛人造沸石 储运方法 :贮存在通风、阴凉、干燥的库房中 历史,化学式,性质与稳定性,品种,工业用途沸石,结构特点,晶体构造,特性,防暴沸原理,用途,在养猪生产上,在水产养殖中,生产方法,安全数据,危险品标志,安全术语,风险术语, 历史 1932年,McBain提出了“分子筛”的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯;天然沸石:铝矽酸钠。沸石族矿物常见于喷出岩,特别是玄武岩的孔隙中,也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中。河北省围场县为目前我国境内已发现的沸石储量最高的地区,沸石储量20亿吨以上。 化学式 沸石的一般化学式为:A m B p O 2p ·nH 2 O,结构式为A (x/q) [ (AlO 2 ) x (SiO 2 ) y ] ·n(H 2 O) 其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。 分子 量:218.247238 EINECS号 215-283-8 性质与稳定性 如果遵照规格使用和储存则不会分解,未有已知危险反应,避免氧化物。溶于强碱。属高矽沸石。具有独特的孔结构、高的催化活性和热稳定性及耐酸性。 沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱或碱土金属铝矽酸盐矿物。全世界已发现天然沸石40多种,其中最常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、钙十字沸石、片沸石、浊沸石、辉沸石和方沸石等。已被大量利用的是斜发沸石和丝光沸石。沸石族矿物所属晶系不一,晶体多呈纤维状、毛发状、柱状,少数呈板状或短柱状。 沸石具有离子交换性、吸附分离性、催化性、稳定性、化学反应性、可逆的脱水性、电导性等。沸石主要产于火山岩的裂隙或杏仁体中,与方解石、石髓、石英共生;亦产于火山碎屑沉积岩及温泉沉积中。 品种 自然界已发现的沸石有80多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状,钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0~2.3,含钡的则可达 2.5~2.8。沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换,工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由矽(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质,如气体分离、石油净化、处理工业污染等。 工业用途沸石 一、斜发沸石

在岩石致密结构处的斜发沸石,多呈似放射状板片集合体微形态,而在孔隙发育处,可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体,宽可达20mm,厚5mm左右,端部约呈120度角,有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。

二、丝光沸石

SEM特征微形态为纤性状,纤丝般细直或稍有弯曲,直径约为0.2mm,长度可达几mm,可为自生矿物,但也见到在蚀变矿物外缘,呈放射状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。

三、方沸石

SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形,晶面多呈4、6边形,晶粒可大至几十mm,EDX谱特征元素为Si、Al、Na,可以有少量Ca。

四、菱沸石

SEM特征微形态短菱柱形大小可从1mm到几mm,EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。 结构特点 沸石 有很多种,已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,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。这些水分在遇到高温时会排出来,比如用火焰去烧时,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,丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话,它们应该是无色或白色,但是如果内部混入了其他杂质,便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来,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。沸石矿物有很广的分布。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。 沸石 晶体构造 沸石的晶体构造可分为三种组分:(1)铝矽酸盐骨架,(2)骨架内含可交换阳离子M的孔道和空洞,(3)潜在相的水分子,即沸石水。 沸石的构造与石英、长石的骨架有些不同。石英、长石的骨架构造比较严紧,比重2.6~2.7,而沸石的骨架构造比较空疏,比重2.0~2.2。其脱水后的空腔可大至47%,如菱沸石,甚至50%,如合成沸石。 在长石构造中,金属阳离子都限制在O离子构成的晶体骨架的空隙间,除非晶体被破坏,这些金属阳离子是很难自由活动的。Na或K被Ca交换,必须与Si、Al的置换同时进行,即成对置换,必然引起Si/AI比的改变。 在似长石构造中,金属阳离子位于比较开阔的相互通连的空隙间,比重2.14~2.45,阳离子可以通过构造的通路互相交换,而不破坏其晶体骨架。水方钠石和水霞石曾被认为是沸石族矿物。 在沸石构造中,金属阳离子位于晶体构造较大并相互通连的孔道或空洞间。因此,阳离子可自由地通过孔道发生交换作用,而不能影响其晶体骨架,像2(Na,K)(Ca 2+ )这样的交换,在沸石中是容易发生的,而在长石中是不能的。这种形式的交换作用,可能是离子交换的极端形式,只限于沸石及类似的矿物。 沸石的水分子与骨架离子和可交换金属阳离子的联系,一般都是松弛而微弱的。这些水分子比阳离子更自由地可以移动和出入孔道。在有热力的趋使下,可自由地脱、附而不影响其骨架构造。 特性 沸石 是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝矽酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由矽氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连,即共用 一个 氧原子,而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连,其间至少有一个矽氧四面体。而矽氧四面体可以直接相连。矽氧四面体中的矽,可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。 沸石 世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色,有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻,这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道,比蜂房要复杂得多。假如把沸石比作旅馆,那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”!的这些房间能根据“旅客”(分子和离子)的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾,绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去,也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性,人们用它来筛选分子,获得很好的效果。这对在工业废液中回收铜、铅、镉、镍、钼等金属微粒具有特别重要的意义。 沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。 由于沸石的多孔性矽酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸。在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。 防暴沸原理 先说成因:对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”,或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加沸石,或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象,把它们称做止暴剂又叫助沸剂,值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而沸石能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。 用途 吸附剂和干燥剂 催化剂 洗涤剂 其他用途(污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂) 天然沸石是一种新兴材料,被广泛套用于工业、农业、国防等部门,并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业中,用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化;气、液净化、分离和储存剂;硬水软化、海水淡化剂;特殊干燥剂(干燥空气、氮、烃类等)。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑胶、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面,用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中,用作水泥水硬性活性掺和料,烧制人工轻骨料,制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂,能起保肥、保水、防止病虫害的作用。在禽畜业中,作饲料(猪、鸡)的添加剂和除臭剂等,可促进牲口成长,提高小鸡成活率。在环境保护方面,用来处理废气、废水,从废水废液中脱除或回收金属离子,脱除废水中放射性污染物。 在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定。沸石还被开发成为保健用品,用于抗衰老,去除体内积累的重金属。 在生产中沸石常用于砂糖的精制。 新型墙材(加气混凝土砌块)原料 随着实心黏土砖逐步退出舞台,新型墙体材料套用比例当前已达到80%墙体材料生产企业以煤矸石、粉煤灰、陶粒、炉渣、轻质工业废渣、重质建筑垃圾、沸石等为主料,积极开发新型墙体材料。 在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸,这是因为沸石的结构当中有大量的小孔,可作为气泡的凝结核,使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。 在养猪生产上 促生长性能 一些相关研究已经证明,沸石作为饲料添加剂可以促进猪生长的性能,并且不会对猪的健康产生负面影响。在饲料中加人1%-2%的低比例天然斜发沸石可以对猪的生长产生显著影响。含有沸石的饲料可以改善猪的平均日增重和/或者饲料转化率,也可以提高母猪的生产性能。饲料中加入沸石可以减缓食物通过消化道的速度,从而提高营养的利用率。沸石的作用效果主要与以下各参数相关:沸石的种类、纯度、地理来源、理化性质、在饲料中占有的比例以及使沸石的功能持续作用于动物所需要的饲料和环境条件等。 试验证明,含50%甲酸钙、8%甲酸和42%天然斜发沸石的饲料添加剂能够提高猪的生长速度和改善猪的饲料转化率。在饲料中添加1.5%的上述添加剂,可以使测试组动物的第一个月增重达到13.4 kg,而对照组对应的体重增加是8.3 kg;测试组的日增重是0.47 kg,对照组为0.29 kg测试组的料肉比是3.13,而对照组为4 .7。 疾病防治 大量试验已经证明,沸石能够缓解及预防一些化合物、重金属以及氨的毒害作用,这对畜产品的食品安全具有重要意义。沸石用于毒枝菌素的结合吸附是一个当前热门的研究课题。另外,也有一些研究表明,饲料中加人沸石对猪腹泻综合征发病率的降低和病情的缓解都起到了积极的作用,但是沸石作用的确切机理并不明朗。沸石预防猪特定疾病的可能机理,见表2。 减少 氨气 排放 由于猪的排泄物内含有NH 3 和NH 4 + 等原因,集约化养猪生产中会产生大量氨气,过量的氨气排放会引起环境的污染,猪的生长环境中NH 3 水平也经常会超标,猪通常会长时间地暴露于高浓度NH 3 的条件下,这样会引起猪的嗅觉敏感度发生暂时或者持久的改变,从而进一步影响猪的个体识别、社会关系、采食行为以及其他诸如信号激素等相关气味的识别,这些在一定程度上都会对猪的生产和福利产生不利影响。 在饲料中添加沸石能够吸附胃肠道内的NH4 + ,使大部分原本要以尿的方式排出体外的氮转化为以粪便的方式排出体外,从而在降低了大气内氨气的浓度。 结语 沸石作为饲料添加剂具有很高的安全性,对于提高猪的生长性能以及疾病的预防都具有很积极的作用,沸石又具有分布量大、易于开采等特点,因此,作为一种高效低廉的饲料添加剂可以更广泛的套用于养猪生产。同时,沸石又可以改善养猪生产中的食品安全、环境保护以及动物福利等社会问题,从而使养猪生产更加符合时代的要求。存在的问题:不同种类、纯度的沸石在饲料中所占有的比例与猪的生长和疾病预防的关系,以及沸石在预防疾病过程中阻碍各种毒素的具体生理机制等问题有待于今后进一步研究。 在水产养殖中 1.作鱼、虾、蟹的饲料添加剂。沸石含有鱼、虾、蟹生长发育所必需的多种常量元素和微量元素,这些元素多以可交换离子状态和可溶性盐基形式存在,较易被吸收利用,同时还具有生物酶的多种催化作用。因此,在鱼、虾、蟹饲料中套用沸石具有促进新陈代谢,促进生长,增强抗病力,提高成活率,调节动物的体液和渗透压,保持酸碱平衡,净化水质的功效,还有一定的防霉作用。鱼、虾、蟹饲料中的沸石粉用量一般在3%~5%之间。 2.作水质处理剂。沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴,因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能。它能吸收水中氨态氮、有机物和重金属离子,能有效地降低池底硫化氢毒性,调节pH值,增加水中溶解氧,为浮游植物生长提供充足碳素,提高水体光合作用强度,同时也是一种良好的微量元素肥料。渔塘中每施入1公斤沸石,可带入200毫升氧气,然后以微泡形式缓慢释放,可防止水质恶化,防止鱼浮头。沸石粉作水质改良剂时,用量按每亩一米水深加13公斤左右全池遍洒。 3.作修建渔塘材料。沸石内部有许多孔隙,具有极强的吸附能力,人们在修整渔塘的时候,摒弃过去全部采用黄砂铺池底的传统习惯,采用底层铺黄砂,上层撒放具有阴阳离子交换能力和吸附水中有害物质作用的沸石,这样可使渔塘水色一年四季都保持绿豆青色或黄绿色,能促进鱼类快速健康生长,提高养殖经济效益。 生产方法 1.全世界已发现天然沸石40多种,其中最常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、钙十字沸石、片沸石、浊沸石、辉沸石和方沸石等。已被大量利用的是斜发沸石和丝光沸石。沸石主要产于火山岩的裂隙或杏仁体中,与方解石、石髓、石英共生,亦产于火山碎屑沉积及温泉沉积中,主要采用浮选、重选、磁选等; 2.矽酸钠水溶液、硫酸铝水溶液和溴化四丙基铵(TPABr)混合,在(165±56)℃,在90~150 r/min的搅拌速度下,进行结晶反应48h,分离、洗涤、干燥制得成品(若模板剂由溴化四丙基铵改为使用溴化四丁基铵,即可制得ZSM-1l型沸石)。 安全数据 危险品标志 XnHarmful 有害物品 安全术语 S36 Wear suitable protective clothing.穿戴适当的防护服。 S2 Keep out of the reach of children.避免儿童触及。 S26 In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。 风险术语 R20 Harmful by inhalation. 吸入有害。 R36/37 Irritating to eyes and respiratory system. *** 眼睛和呼吸系统。 R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin. *** 眼睛、呼吸系统和皮肤。

人们在1756年发现了天然沸石,而后逐步加深了对其特性的认知,从而获得了日益广泛的用途。沸石中含有大量的孔道结构,这些孔道的存在使得沸石可以蕴含大量的碱金属阳离子。如果通过一定的手段,将填充在孔洞中的阳离子去除,并且去除掉孔洞内部的水分子,则可以获得一种具有大量未被填充孔洞的材料。由于沸石中的孔洞尺寸一般较小,因此小尺寸的分子可进入孔洞而大尺寸的分子无法进入孔洞之中。这种根据尺度大小来选择性吸附分子的特性,被称为分子筛。

微孔分子筛是由TO4四面体之间通过共用顶点而形成的、具有规则孔道的特殊矿物。-SiO4-、-AlO4-或-PO4-等四面体是构成沸石多孔骨架的最基本结构单元,被称为初级结构单元,如图2所示。初级单元按照一定的规则排列叠加便可形成次级单元,而次级单元再次的叠加便形成了各种不同的笼状结构。

沸石分子筛次级结构单元的概念由Meier和Smith提出,共有18种次级结构单元。但这种次级结构单元的提出只是为了方便人们更好地认识沸石结构,这些次级单元并不是实际存在的结构。沸石晶格中的硅氧四面体呈连续分布,因此实际上不存在这种有限的结构单元。沸石骨架中存在一些具有某种特征的笼状结构单元。

在一种沸石中可能还有不同的笼状结构,而一种笼状结构,如果其堆叠顺序不同,便会形成不同的沸石骨架结构。如图3中所示,以SOD笼结构单元为基础,可以形成SOD、LTA等结构,也可以形成FAU和EMT等结构。这些结构都是以SOD笼结构单元为基础,所不同的只是SOD单元的组合方式不同。

LTA分子筛结构(Na12+(H2O)278[Al12Si12O48]8-LTA)属于立方晶系。如前面所述,LTA骨架结构由SOD基本结构所组成。在SOD结构中,SOD笼以体心立方形式排列。而在LTA结构中,方钠石笼(β笼)以简单立方形式排列,彼此间由双四元环(D4R)连接,在晶胞的中心产生出一个α笼,如图4所示。如果以α笼为基本结构,则LTA的结构也可以认为是α笼立方排列构成。α笼间由8元环连接,在中心产生出一个β笼。LTA具有沿[100]、[010]和[001]方向的三维八元环孔道体系,孔道尺寸为4.1×4.1。LTA多被用作干燥剂以及离子交换剂。

X型和Y型分子筛都具有天然矿物八面沸石的骨架结构。按照SiO2/Al2O3摩尔比的不同对两者进行区分,一般把SiO2/Al2O3摩尔比为2.2~3.0的沸石称为X型分子筛,把SiO2/Al2O3摩尔比大于3的称为Y型分子筛。X型和Y型分子筛都属于六方晶系,空间群为Fd-3m。

一、概述

沸石是沸石族矿物的总称,是一族含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物。1756年由瑞典矿物学家在冰岛玄武岩杏仁体内发现沸石,对其晶体加热具明显泡沸现象,故得此名。

沸石分天然与合成两类,已发现天然沸石40多种,人工合成沸石150多种,由于从天然沸石矿中提取沸石成本低、产量高,故天然沸石矿是人们寻找、应用和研究的主要对象,为当今世界备受重视的新兴矿产资源。

二、矿物性质

沸石的矿物组成,除含沸石矿物(如斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等其他种类的沸石)外,伴生的矿物还有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脱石、高岭石、长石、云母、绿泥石等矿物以及晶屑、玻屑、岩屑等。沸石族矿物主要为斜方晶系和单斜晶系,少数为等轴晶系、三方晶系。晶体多呈纤维状或束状、柱状等。颜色多为无色或白色及浅黄、浅绿、浅红、浅褐等色,硬度3.5~5.5,相对密度2.1~2.5g/cm3。

沸石的化学组成十分复杂,因种类不同有很大差异,沸石的一般化学式为AmBpO2p·nH2O,其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子电价,m为阳离子数,n为水分子数。例如斜发沸石的化学式为:(Na、K、Ca)2-3[Al3(Al、Si)2Si13O36]·12H2O,丝光沸石化学式为:Na2Ca[AlSi5O12]4·12H2O。

三、用途

沸石的独特矿物结构和晶体化学性质使它具有强吸附性、离子交换及催化性能等,因此,沸石矿作为一种高效建材非金属矿种,被广泛应用于工业、农业、国防等部门,并且它的用途还在不断地开拓。

1)在石油、化学工业中,用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化;气、液净化、分离和储存剂;硬水软化、海水淡化剂;特殊干燥剂(干燥空气、氮、烃类等)。

2)在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂、素质颜色等。

3)在建材工业中,用作水泥水硬性活性掺和料,烧制人工轻骨料,制作轻质高强度板材和砖。

4)在国防、空间技术、超真空技术、能源开发、电子工业等方面,用作吸附分离剂和干燥剂。

5)在农业上用作土壤改良剂,能起保肥、保水、防止病虫害的作用。在禽畜业中,作饲料(猪、鸡)的添加剂、除臭剂等,能使禽畜生长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。

6)在环境保护方面,用来处理废气、废水,从废水废液中脱除或回收金属离子,脱除废水中的放射性污染物。离子交换后饱和放射性物质的沸石,又可以作为辐射源使用。还可以从合成氨工厂的废气中回收氨,从硫酸厂的废气中回收SO2。

此外,天然沸石可应用于太阳能制冷方面。天然沸石无疑是颇有前途的矿物资源。

四、地质特征

沸石矿床的类型很多,分类方法也不一致,按地质成因可分为内生和外生沸石矿床两大类,内生成因的矿床一般不能形成大规模单矿物的堆积,暂无工业意义,而外生成因的矿床往往形成有重要价值的工业矿体。

原中国科学院地质研究所苏明迪等在《地质科学》(1983年第2期)发表的《中国东部中生代火山岩中沸石岩的地质特征和成因》一文中指出:在中国东部中生代火山岩中的沸石主要是由降落或喷溢在淡水湖盆地或陆地上的火山灰、火山灰流和火山熔岩中的火山玻璃在“开放体系”中与湖水、渗透地下水或火山活动后期的热水反应所形成的,进一步可分为两种成因亚类,一种亚类是指在远离火山通道的淡水湖盆地中由火山碎屑岩中的玻屑在成岩作用期间与水介质反应生成的沸石岩,以产出斜发沸石为特征,多呈层状、似层状,甚至多层状,具有规模较大、质量较均匀等特点。如黑龙江海林县、勃利县,河北省围场县、宣化县、蔚县等地的沸石岩便属此类。另一种亚类是指距火山通道不远的玻璃质火山熔岩及其伴生的部分火山碎屑岩,在它们形成后,与渗透地下水或火山活动后期的热水反应形成的。以产出丝光沸石为特征,多呈透镜体状、似层状,大多数规模较小,质量不均匀,如浙江缙云县、吉林九台县、辽宁彰武县、安徽宣城县等地的沸石岩属于此类。这两种成因亚类的沸石岩都可能具有工业意义。

中国东部中生代火山岩中沸石岩的成因分类见表2-24-1。

表2-24-1 中国东部中生代火山岩中沸石岩的成因分类

(据戴长禄《中国东部中生代火山岩中沸石岩的地质特征和成因》,1983)

五、矿床分布

沸石族矿物是一种富含水的K、Na、Ca、Ba铝硅酸盐。形成沸石族矿物的先决条件是必须有富含足够水分的碱和碱土金属的铝硅酸盐等成矿物质,因此各个地区沸石矿床的形成时代与分布特征,都与每个地区的火山活动密切相关,国内外沸石矿床多集中于新生代和中生代后期。从世界范围看,沸石岩一般产在厚层沉积的和同生的火山作用较年轻的(主要是新生代,其次为中生代)造山带,主要集中分布在环太平洋地区和古地中海地区。中国东部濒临太平洋,属环太平洋造山带的一部分,故我国已知的沸石矿床大多分布于东部火山岩地区,处于新华夏系构造的第二隆起带及第二沉降带之边缘,这些地区的沸石矿床主要形成于晚侏罗世和早白垩世。总的趋势是从东向西沸石产出时代有变新的倾向,这与我国东部中生代地质构造发展和火山活动有关。

六、可供资源

我国是一个沸石资源丰富的国家。自1972年首次在浙江缙云发现具有工业价值的沸石矿床以来,浙江省已成为沸石的主要产地,具体分布在浙东缙云—天台一带。

近年来发现的沸石岩产地,主要分布于我国东部浙江、山东、河北、黑龙江、河南、吉林、辽宁、内蒙古、广东、广西、安徽及西部的新疆、甘肃等省区。据2005年国土资源部《全国矿产资源储量通报》统计,全国已有16个省、自治区相继发现沸石岩矿区41处。其中浙江缙云、河北独石山、黑龙江海林沸石矿是我国较大型的3个沸石矿,查明资源储量约22.55×108t(见表2-24-2)。

表2-24-2 中国沸石矿床查明资源储量的分布情况

(据国土资源部《全国矿产资源储量通报》,2005)


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