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文檔簡(jiǎn)介
沸石闡明書:沸石是沸石族礦物總稱,是一種含水堿金屬或堿土金屬鋁硅酸礦物。按沸石礦物特性分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種。按孔道體系特性分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧和鋁氧四周體構(gòu)成,四周體只能以頂點(diǎn)相連,即共用一種氧原子,而不能“邊”或“面”相連,鋁氧四周體自身不能相連,其間至少有一種硅氧四周體,而硅氧四周體可以直接相連。硅氧四周體中硅,可被鋁原子置換而構(gòu)成鋁氧四周體。但鋁原子是三價(jià),因此在鋁氧四周體中,有一種氧原子電價(jià)沒有得到中和,而產(chǎn)生電荷不平衡,使整個(gè)鋁氧四周體帶負(fù)電,為了保持中性,必要有帶正電離子來(lái)抵消,普通是由堿金屬和堿土金屬離子來(lái)補(bǔ)償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具備獨(dú)特內(nèi)部構(gòu)造和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而使沸石擁有各種可供工農(nóng)業(yè)運(yùn)用特性。沸石化學(xué)構(gòu)成十分復(fù)雜,因種類不同有很大差別,沸石普通化學(xué)式為:AmBpO2p·nH2O,構(gòu)造式為Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O,其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽(yáng)離子,B為Al和Si,q為陽(yáng)離子電價(jià),m為陽(yáng)離子數(shù),n為水分子數(shù),x為Al原子數(shù),y為Si原子數(shù),y/x普通在1~5之間,(x+y)是單位晶胞中四周體個(gè)數(shù)。例如斜發(fā)沸石化學(xué)式為:(Na、K、Ca)2-3[Al3(Al、Si)2Si13O36]·12H2O,絲光沸石化學(xué)式為:Na2Ca[AlSi5O12]4·12H2O。由于沸石具備上述工藝特性,這些特性在工農(nóng)業(yè)中已逐漸得到應(yīng)用。沸石用途歸納于表5中:
沸石重要用途應(yīng)用領(lǐng)域重要用途離子互換
除氟改良土壤,廢水解決,除去或回收重金屬離子,放射性廢物解決,海水提鉀,海水淡化,硬水軟化吸附分離
干燥劑,吸附分離劑,分子篩(對(duì)氣體、液體進(jìn)行分離、凈化和提純),除臭劑催化裂化
石油催化、裂化劑農(nóng)牧業(yè)
土壤改良劑(保持肥效)家畜(禽)飼料添加劑建材
作水泥摻合料,燒制人造輕骨料,制輕質(zhì)高強(qiáng)板材及輕質(zhì)磚和輕質(zhì)陶瓷制品、無(wú)機(jī)發(fā)泡劑,配制多孔混凝土,作固結(jié)材料、建筑石料造紙和塑料
紙張充填劑,塑料、樹脂、涂料充填劑
我司出售沸石化學(xué)成分:
SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO68.8%12.5%2.1%3.0%1.85%沸石(Zeolite)是1956年由瑞典礦物學(xué)家Cronsted初次在玄武巖中發(fā)現(xiàn),因沸石在加熱至熔融時(shí),拌有沸騰現(xiàn)象而得名。當(dāng)前已發(fā)現(xiàn)沸石大概有40各種,而國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)且運(yùn)用沸石大至有斜發(fā)沸石、絲光沸石、紅輝沸石、方沸石、堿美沸石、鈣十字沸石等10各種天然沸石礦產(chǎn)。
沸石是沸石族礦物總稱,是一種含水堿土金屬鋁硅酸鹽礦物。按沸石礦物特性分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種。按孔道體系特性分為一維、二維、三維體系。任何沸石都是由硅氧和鋁氧四周體構(gòu)成,四周體只能以頂點(diǎn)相連……由于沸石具備獨(dú)特內(nèi)部構(gòu)造和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而使沸石擁有各種可供工農(nóng)業(yè)運(yùn)用特性。
沸石密度為:1.92—2.8g/cm、莫氏硬度為3.5—5.57,顏色較淺,多為白色、淺黃色、淺綠色、淺紅色、淺褐色等。(紅輝沸石密度為:2.1—2.2,莫氏硬度為3.5—4,顏色為:白色和淺黃色)。
咱們先來(lái)說(shuō)說(shuō)沸石性能及用途:
1、
離子互換性能
離子互換性是沸石重要特性之一。在沸石晶格中孔穴中K、Na、Ca等陽(yáng)離子和水分子與格架結(jié)合得不緊,極易與其周邊水溶液里陽(yáng)離子發(fā)生互換作用,互換后沸石晶格構(gòu)造也不被破壞。據(jù)理解,國(guó)內(nèi)斜發(fā)沸石對(duì)離子總互換容量在50—220mmol/100g之間變化,對(duì)普通為9—26mg/g,很少數(shù)在9mg/g如下。而絲光沸石對(duì)NH4+離子總互換容量在50—188.73mmol/100g之間變化,對(duì)K+離子總普通為1—9mg/g,很少數(shù)在9mg/g以上。(紅輝沸石對(duì)NH4+離子總互換容量在92.76—228mmol/100g之間變化,對(duì)K+離子總互換容量普通為9.34—13.08mg/g)。故斜發(fā)沸石、絲光沸石和紅輝沸NH4+離子互換容量均較高,但絲光沸石對(duì)K+離子互換容量大大低于斜發(fā)沸石和紅輝沸石,這是由其內(nèi)部構(gòu)造等特點(diǎn)決定。如下表:
名稱
NH4+離子互換容量
K+離子互換容量
斜發(fā)沸石
50—220mmol/100g
9—26mg/g
絲光沸石
50—188.73mmol/100g
1—9mg/g
紅輝沸石
92.7—228mmol/100g
9.34—13.08mg/g.
離子互換性能重要可用于:除氟改良土壤(可直接撒播于土壤中,調(diào)節(jié)PH值,改良鹽堿地,改進(jìn)土壤構(gòu)造);廢水解決(廢水中鎘、鉻、鉛、汞等重金屬離子以及有機(jī)物是導(dǎo)致環(huán)境污染有害物質(zhì),沸石則可通過(guò)離子互換、吸附功能將上述有害物質(zhì)固定在孔穴道內(nèi),達(dá)到治理環(huán)境污染,凈化水質(zhì),保護(hù)環(huán)境功能);海水提鉀(運(yùn)用天然沸石離子互換特性,使鈉鉀離子互相置換,以達(dá)到從海水中提取鉀鹽目);除去或回收重金屬離子、放射性廢物解決、、海水淡化、硬水軟化等等。當(dāng)前咱們來(lái)談?wù)劮惺渌匾阅芎陀猛尽?/p>
2、吸附性能:
沸石是由架狀晶格而形成大量孔道和孔穴,并且具備很大比表面積,因而能產(chǎn)生較大擴(kuò)散力,可作為很強(qiáng)吸附劑。不同沸石晶格、電場(chǎng)、孔道和孔穴數(shù)量和特性均不同,因而各種沸石對(duì)不同成分粒子團(tuán)吸附性有很大差別,即選取性吸附性。沸石晶格內(nèi)部有諸多大小均一孔穴和通道,孔穴之間通過(guò)開口通道彼此相連,并與外界溝通。孔穴和通道體積占沸石晶體體積50%以上,其中存在許多脫附自由沸石水。沸石水多少,可隨外界溫度和濕度變化而變化。
3、催化性能:
由于沸石具備很大吸附表面,可以容納相稱多數(shù)量吸附物質(zhì),因而能促使化學(xué)反映在其表面上進(jìn)行,因此沸石又作為有效催化劑和催化載體。此外沸石有鋁硅酸鹽格架電荷,以及平衡離子電荷具備局部高電場(chǎng)和格架上產(chǎn)生酸性位置,因而可以用于加速碳酸離子型反映。此外它還能以互換具備催化活性金屬,使其能得到最大限度分散,保持高活性同步又可減少重金屬用量。
4、其他性能:
沸石巖熱穩(wěn)定性與沸石巖中所含陽(yáng)離子種類、沸石硅鋁比、沸石內(nèi)部構(gòu)造等因素關(guān)于??赡婷撍缘裙に囆阅?。
天然沸石主要用途
應(yīng)用領(lǐng)域
重要用途
運(yùn)用功能
建材工業(yè)
硅酸鹽水泥添加劑、混凝土固化劑、輕質(zhì)陶瓷
水化反映活性好、水化熱低、安定性好、強(qiáng)度明顯提高(吸水量高)
農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)
肥料及肥料載體、飼料添加劑及載體、農(nóng)藥載體、土壤改良劑、漁業(yè)、家畜污水
吸附活性、吸附緩釋性、離子互換性、大表面面積、低堆密度、多孔性
環(huán)保
凈化工業(yè)廢水及污水、農(nóng)業(yè)污水凈化、(食品、水果、蔬菜)防腐劑、海水淡化、干燥劑、除臭劑
選取性吸附、離子互換、分子篩功能選取性吸附、緩釋、保水、殺菌性
化工與石油工業(yè)
特殊干燥劑、催化劑及載體
催化劑及載體功能、催化與氧化作用等
其他
造紙、塑料、香粉載體、防銹劑、沸石吸附點(diǎn)燃劑
天然沸石是一種新型材料,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等等部門,并且它用途還在不斷地開拓。
例如:
1、
天然沸石凈化養(yǎng)魚水體:對(duì)養(yǎng)魚水體有凈化、降解、緩沖作用。是水體凈化抱負(fù)濾料。凈化后水體水質(zhì)良好,沒有影響魚類生長(zhǎng)污染指標(biāo)。
2、
作禽畜飼料添加劑:添加天然沸石粉飼養(yǎng)禽畜,可使禽畜皮毛光亮,食欲良好(提高體重),還能減少舍內(nèi)濕度和除臭。對(duì)防治白痢、腹瀉等等都能起到一定作用。
3、
保氨改土:天然沸石具備良好離子互換性和獨(dú)特多孔構(gòu)造,能增進(jìn)土壤離子互換,提高土壤保持氮、鉀和鈣等養(yǎng)分能力,對(duì)改良酸性土壤、鹽堿土壤均有明顯效果。通過(guò)在沸石與有機(jī)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)混合物中培養(yǎng)有用微生物辦法,可制備土壤改良劑。由于沸石質(zhì)輕、硬度不大、空間寬、對(duì)改良土壤效果較好。施用沸石可以保持肥料不會(huì)損失或損失甚少。因而能改進(jìn)土壤和保持肥力,獲得增產(chǎn)。
4、
作肥料緩釋劑:天然沸石可以有效地控制肥料緩釋,可以在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)到幾種生長(zhǎng)季節(jié)慢慢地供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素。其作用和長(zhǎng)處在于:a、增長(zhǎng)植物吸取肥料效率;b、使被淋濾、固定和分解等導(dǎo)致?lián)p失縮至很?。籧、可減少施肥數(shù)量,減少成本;d、避免肥料直接接觸植物或籽苗而燒傷植物或損傷籽苗;e、使肥料不揮發(fā)、不結(jié)塊、除去氨味而不刺鼻,使用以便非金屬礦第29卷第2期3月
紅輝沸石吸附性能及其在肥料中應(yīng)用
陳南春胡存杰
(1、
桂林工學(xué)院材料工程中心,桂林5410042、有色金屬材料及其加工新技術(shù)教誨部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)
摘要:以不同粒度改型紅輝沸石作為復(fù)合肥添加劑,探討了其對(duì)肥料中有益組分鉀元素吸附行為。成果顯示,改型紅輝沸石添加量為10%、粒度為74um時(shí),能較好地吸附和實(shí)現(xiàn)固定鉀,使鉀緩慢釋放,延長(zhǎng)肥料肥效,同步肥料不結(jié)塊,可提高成球率,減少成本,有助于貯藏,改進(jìn)土壤環(huán)境。
內(nèi)容:天然紅輝沸石是含水堿金屬或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物,由硅氧四周體和鋁氧四周體構(gòu)成架狀硅酸鹽。紅輝沸石(Stellerite)是輝沸石族中一種礦物種,其化學(xué)成分(%):SiO258.76;Al2O3,14.13;CaO,8.80;K2O,0.11;Na2O,0.18;Fe2O3,0.44;H2O+,116.87;H2O-,1.25。其計(jì)算化學(xué)式為(K0.017Na0.042Ca1.73)1.189[Al1.997Si7.05018]6.75H2O[2]。其鋁氧四周體中氧原子有一價(jià)未得到飽和,整個(gè)鋁氧四周體帶有負(fù)電荷,由附近帶正電陽(yáng)離子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等堿金屬或堿土金屬離子來(lái)補(bǔ)償平衡。開放構(gòu)造有助于離子互換,由于水合物自由能影響較大,互換劑常優(yōu)先選取一價(jià)陽(yáng)離子而不是二價(jià)離子,其互換選取性順序大體為:K+>NH4+>Na+>Ca2+>Mg2+>Li+,這是典型水合型取代序列,具備分子篩功能。通過(guò)對(duì)紅輝沸石吸附性能研究,咱們以它為肥料添加劑加入到化肥中,探討其吸附行為,發(fā)現(xiàn)它可延長(zhǎng)肥料中有效成分保存時(shí)間,同步能改進(jìn)無(wú)機(jī)肥料使用所帶來(lái)結(jié)塊、肥效短等影響,充分發(fā)揮紅輝沸石改良土壤功能(專利號(hào):)。紅輝沸石作為化肥載體研究,當(dāng)前尚未見到報(bào)道。
1、
材料與辦法
1.1重要材料廣西資源車田紅輝沸石(粉碎至所用粒度)。桂林金秋復(fù)合肥廠復(fù)合肥,其有益組分含量:N,12.4%;P2O5,7.4%;K2O,10.5%;具有機(jī)質(zhì)。使用各種化學(xué)試劑,均勻分析純。
1.
2實(shí)驗(yàn)及測(cè)試
1.2.1紅輝沸石改性:分別稱取粒度為47、74、124、165、246、833um紅輝沸石各50g于燒杯中,加入10%HCL1200ml,室溫浸泡8h,然后用蒸餾水洗滌至中性,在105℃下干燥,待用。
稱取上述解決好紅輝沸石各10g于燒杯中,加入1mol/LNH4Cl溶液100ml,室溫放置8h,用蒸餾水洗滌至無(wú)氯離子,在105℃下干燥,分別制備得到不同粒度銨型紅輝沸石。
1.2.2實(shí)驗(yàn):依照不同粒度銨型紅輝沸石吸附K+離子特性,選取具代表性粒度做進(jìn)一步分析。將將粒徑相似銨型紅輝沸石按不同比例(2%、6%、10%、12%、20%),分別與肥料(98%、94%、90%、88%、80%)混合,混勻后置稱稱量皿中,放置一周,然后分別測(cè)定它們中可溶態(tài)K+含量(表1)。
稱取不同粒徑銨型紅輝沸石,分別按10%與肥料(90%)混勻后放置半年,然后分別測(cè)定它們中可溶態(tài)K+含量(表2)。
1.2.3測(cè)定辦法:稱取一定量混合物于燒杯中,分次加入約200毫升蒸餾水,攪拌,過(guò)濾,用250毫升容量瓶承辦,最后稀釋至刻度,搖勻。再用原子吸取分光光度法測(cè)其鉀含量(即混合物中可溶態(tài)K+)。
2討論
2.
1銨型紅輝沸石吸附容量稱取2克粒度為74um銨型紅輝沸石于250ml碘量瓶中,分別精確加入200ml濃度為0.1mg/mlKCL中性深液輕輕搖動(dòng),蓋好,室溫放置8h,然后吸取清液,測(cè)其濃度,得K+吸附容量為4.98mg/g;相似條件,較未經(jīng)改性紅輝沸石吸附容量(1.70mg/g)增長(zhǎng)近3倍。
紅輝沸石經(jīng)改銨型后,由于改型離子進(jìn)入其晶格,變化其晶格構(gòu)造,增強(qiáng)了互換離子化學(xué)活性,從而可提高其對(duì)K+離子吸附能力。
2.2銨型紅輝沸石在化肥中吸附作用
2.2.1不同配比混合放置一周吸附狀況:沸石具保濕作用,水分不易揮發(fā),有助于對(duì)化肥中陽(yáng)離子吸附作用。隨著放置時(shí)間延長(zhǎng),其吸附作用更加明顯。同步,沸石粒度越細(xì),吸附更快。而銨型紅輝沸石粒度大或達(dá)到一定細(xì)度后,其吸附量變化不大,成果見表1。從生產(chǎn)加式考慮,紅輝沸石粒度控制在74um左右即可。
表1不同配比混合放置一周吸附狀況
165um沸石含量/%
可溶態(tài)K+量/%
74um沸石含量/%
可溶態(tài)K+量/%
47um沸石含量/%
可溶態(tài)K+量/%
2
6.89
2
6.62
2
6.43
6
6.63
6
6.55
6
6.53
10
6.45
10
6.37
10
6.07
12
5.45
12
5.41
12
5.35
20
4.90
20
4.80
20
4.44
表1顯示,銨型紅輝沸石在吸附反映階段,存在離子互換過(guò)程。在相似粒度比例條件下,添加量增長(zhǎng),可提高反映速度,吸附K+量增長(zhǎng)(含N量基本不變);粒度從大到小,銨型紅輝沸石添加量相似,吸附K+量增長(zhǎng)(但并非粒度越小、添加量多就好)。闡明吸附性能與紅輝沸石比表面積和添中量關(guān)于。實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用成果表白,銨型紅輝沸石添加量控制在10%左右較好,可達(dá)到較好離子互換量,滿足國(guó)家對(duì)肥料中鉀含量規(guī)定,同步可控制肥料成球率,細(xì)粉返料少;其粒度控制在74um時(shí)較好,粒度太大不利于成球、互換能力低,粒度小,雖離子互換性好,但細(xì)粉返料多、加工成本高。在實(shí)際應(yīng)用中,需合理控制銨型紅輝沸石粒度和添加量。
2.2.2不同粒度銨型紅輝沸石混合放置較長(zhǎng)時(shí)間吸附狀況:將不同粒度銨型紅輝沸石與肥料混合,放置半年后測(cè)定其中可溶態(tài)K+,成果見表2。
表2不同粒度混合放置半年后吸附狀況
10%沸石/um
可溶態(tài)K+量/%
含N量/%
833
8.54
8.06
246
8.22
8.09
165
7.96
8.08
124
7.87
8.08
74
4.03
8.10
47
3.95
8.11
肥料
10.48
8.00
表2表白,在相似條件下,不同粒度銨型紅輝沸石吸附K+量,隨其粒度減小而增長(zhǎng)。重要是由于其粒度減小,比表面積增大,有助于K+保持;而其中N含量變化不大。闡明紅輝沸石作為化肥載體,可提高其有益組分運(yùn)用率。
3紅輝沸石加工及在復(fù)合肥中應(yīng)用
依照實(shí)際應(yīng)用效果,咱們與復(fù)合肥廠合伙,運(yùn)用破碎機(jī)和氣流粉碎機(jī),把紅輝沸石加工到粒度為74um左右后,進(jìn)行銨改型,以增長(zhǎng)紅輝沸石吸附性和離子互換性。采用復(fù)合肥既有生產(chǎn)方式,生產(chǎn)過(guò)程是:將改型好紅輝沸石,經(jīng)計(jì)算填料速率,運(yùn)用輸送帶送往成球盤,與生產(chǎn)原料過(guò)磷酸鈣、尿素、氯化銨、氯化鉀、硫酸鉀、磷酸一銨、各種微肥、氧化鎂粉等在成球盤中造粒,噴入10%量銨型紅輝沸石、水分及氧化鎂粉,通過(guò)計(jì)量后包裝。
實(shí)踐表白,混合物處在較干燥環(huán)境中,紅輝沸石吸附過(guò)程僅通過(guò)其中水分進(jìn)行,過(guò)程較緩慢。但當(dāng)施用于土壤中,由于水分增長(zhǎng),吸附過(guò)程加快,有助于離子互換進(jìn)行,便于農(nóng)作物吸取。紅輝沸石具備良好黏結(jié)性、吸附性,添加紅輝沸石后,變化了復(fù)合肥成品細(xì)粉多、顆粒不均缺陷,提高了其成球率,易加工,產(chǎn)品物理性能得到改進(jìn)。
通過(guò)三年多實(shí)踐,通過(guò)添加銨型紅輝沸石,解決了復(fù)合肥儲(chǔ)存過(guò)程中結(jié)塊現(xiàn)象,可保持其良好濕潤(rùn)性;同步,可減少產(chǎn)品成本5%—10%,且可保證化肥中有益組分K含量,N、P、K總量達(dá)到國(guó)家規(guī)定原則(≥25%);并且生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需變化既有工藝流程。此外,紅輝沸石由于自身構(gòu)造特性,它也是土壤良好改良劑。
4結(jié)論
1、
紅輝沸石經(jīng)銨型改型后,其對(duì)K+吸附容量可從1.70mg/g提高到4.98mg/g,近3倍。
2、
隨著銨型紅輝沸石添中量增中和粒度變細(xì),其吸附K+量增長(zhǎng)。經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究,添加量控制在10%、粒度74um左右,它已具備良好離子互換性能,同步可保證肥料有良好成球率、細(xì)粉返料少,控制成本。
3、
在保證肥料中有益組分、提高其運(yùn)用率同步,可減少肥料成本5%—10%。沸石一、礦產(chǎn)名稱沸石(Zeolite)二、礦產(chǎn)類型及其分布沸石族礦物是一種富含水K、Na、Ca、Ba鋁硅酸鹽。形成沸石族礦物先決條件,必要有富含足夠水份堿和堿土金屬鋁硅酸鹽等成礦物質(zhì)。從世界范疇看,沸石巖普通產(chǎn)在厚層沉積和同生火山作用較年輕(重要是新生代,另一方面為中生代)造山帶。集中分布在環(huán)太平洋地區(qū)和古地中海地區(qū)。中華人民共和國(guó)東部瀕臨太平洋,屬環(huán)太平洋造山帶一某些,國(guó)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)沸石產(chǎn)地,絕大多數(shù)分布在這個(gè)地區(qū)。1、礦床成因類型沸石礦床類型諸多,分類辦法也不一致,按地質(zhì)成因可分為內(nèi)生和外生沸石礦床兩大類,內(nèi)生成因礦床普通不能形成大規(guī)模單礦物堆積,暫無(wú)工業(yè)意義,而外生成因礦床,往往形成有重要價(jià)值工業(yè)礦體。現(xiàn)將國(guó)外有代表性二種分類方案列出,見表1。表1天然沸石成因類型分類方案對(duì)比表ShepparaMumpton(1973)*米哈伊諾夫(1977)*A.Iijima(1980)*
(1)
在“封閉”鹽堿湖水文體系中生成沸石;**
(2)
在“開放”淡水湖或地下水體系中生成沸石;**
(3)
海洋環(huán)境中生成沸石;
(4)
低檔埋藏變質(zhì)作用生成沸石;
(5)
熱液或溫泉活動(dòng)生成沸石;
(6)
在堿性土壤中由火山物質(zhì)生成沸石;
(7)
在沒有火山活動(dòng)直接證據(jù)條件下生成沸石。(1)在火成、深層巖漿巖層和含金屬礦巖層中,由熱液和熱液交代作用生成沸石;(2)在世界海洋中,由古代和當(dāng)代深海沉積巖中玻屑海解作用生成沸石;(3)在當(dāng)代和古代鹽堿湖中,由沉積作用和早成巖作用生成沸石;**(4)在正常沉積巖中,由成巖作用生成自生沸石;(5)后成破壞作用和初變質(zhì)作用(深成巖作用)形成后生作用沸石;(6)火山-沉積作用成因巖石后成巖作用生成沸石;**(7)沉積-火山巖層噴氣-沉積作用生成沸石;(8)區(qū)域性或線性風(fēng)化殼表生作用生成沸石;(9)蘇打鹽堿化堿性土壤壤化作用生成沸石。(一)在升溫條件下生成沸石。沸石分帶重要由地?zé)崽荻纫?。?)巖漿原生沸石;(2)接觸變質(zhì)作用生成沸石;(3)熱液作用生成沸石;(4)埋藏成巖作用(或低檔變質(zhì)作用)生成沸石;(二)在地表或近于地表?xiàng)l件下生成沸石;沸石分帶重要是由化學(xué)梯度產(chǎn)生。(5)由滲入地下水生成沸石;**(6)風(fēng)化作用生成沸石;(7)堿、鹽湖沉積物生成沸石;**(三)在低溫條件下生成沸石;看不到任何沸石分帶現(xiàn)象。(8)海洋環(huán)境中生成沸石;(四)沖擊隕石坑中生成沸石。(9)沖擊隕石坑中生成沸石。注*:天然沸石成因類型復(fù)雜,諸多學(xué)者提出了對(duì)天然沸石成因分類方案如:R.L.Hay(1966)、A.Iijima和M.Utada(1972)、R.A.Seppard(1973)、F.A.Mumpton(1973)、米哈伊諾夫(1977)G.Gottardi和J.Obradovic(1978)、A.Iijima(1980)等。其中具備代表性是R.A.Seppard(1973),米哈伊諾夫(1977)和A.Iijima(1980)分類方案(附表二)。據(jù)《國(guó)外地質(zhì)》一九八二年五斯期資料。注**:鹽堿湖沉積型沸石礦床是當(dāng)前工業(yè)意義最大礦床類型;產(chǎn)于“開放”淡水湖或地下水沉積型礦床分布廣泛,工業(yè)意義較大。其他沸石礦床類型意義因地而異,但自然界常有二種以上類型彼此重疊形成復(fù)雜類型。國(guó)內(nèi)沸石礦床成因分類研究重要是參照國(guó)外分類方案結(jié)合本國(guó)實(shí)際狀況有所創(chuàng)新、有所發(fā)展。1979年以來(lái),趙宗溥、徐邦梁等同志先后歸納、提出過(guò)某些分類方案,普通以為有風(fēng)化型、熱水型、沉積型(涉及與火山物質(zhì)關(guān)于沉積型和與火山物質(zhì)無(wú)關(guān)沉積型。中華人民共和國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所蘇明迪、戴長(zhǎng)祿同志在“地質(zhì)科學(xué)”(1983.4,№.2)刊登“中華人民共和國(guó)東部中生代火山巖中沸石巖地質(zhì)特性和成因”一文中指出:在中華人民共和國(guó)東部中生代火山巖中沸石巖重要是由降落或噴溢在淡水湖盆地或陸地上火山灰、火山灰流和火山熔巖中火山玻璃在“開放體系”中與湖水、滲入地下水或火山活動(dòng)后期熱水反映所形成,進(jìn)一步可分為二種成因亞類:一種亞類是指在遠(yuǎn)離火山通道淡水湖盆地中由火山碎屑巖中玻屑在成巖作用期間與水介質(zhì)反映生成沸石巖,以產(chǎn)出斜發(fā)沸石為特性,它多呈層狀、似層狀,甚至多層狀,具備規(guī)模較大,質(zhì)量較均勻等特點(diǎn)。如黑龍江海林縣、勃利縣,河北省圍場(chǎng)縣、宣化縣、蔚縣等地沸石巖便屬此類。另一種亞類是指距火山通道不遠(yuǎn)玻璃質(zhì)火山熔巖及其伴生某些火山碎屑巖,在它們形成后,與滲入地下水或火山活動(dòng)后期熱水反映形成。以產(chǎn)出絲光沸石為特性。它多呈透鏡體狀、似層狀,大多數(shù)規(guī)模較小,質(zhì)量不均勻,如浙江縉云縣、吉林九臺(tái)縣、遼寧彰武縣、安徽宣城縣等地沸石巖屬于此類。這二種成因亞類沸石巖都也許具備工業(yè)意義。中華人民共和國(guó)東部中生代火山巖中沸石巖成因分類見表2。表2中華人民共和國(guó)東部中生代火山巖中沸石巖成因分類成因大類成因亞類代表性礦區(qū)普通地質(zhì)特性礦石類型沸石類型沸石之形成條件重要由降落或噴溢在淡水湖盆地或陸上火山灰、火山灰流和火山熔巖中火山玻璃在“開放體系”中與湖水滲入地下水或火山活動(dòng)后期熱水反映形成。遠(yuǎn)離火山通道淡水湖盆地中由火山碎屑巖中玻屑在成巖作用期間與水介質(zhì)反映生成之沸石巖黑龍江海林一部落,勃利縣;河北圍場(chǎng)、宣化縣、蔚縣等產(chǎn)于正常沉積巖與火山碎屑巖(凝灰?guī)r、凝灰角礫巖)互層地層中。層理清晰,分選性好,有時(shí)見動(dòng)植物化石。礦體呈層狀,多層狀,規(guī)模較大,質(zhì)量較均勻單一斜發(fā)沸石巖型為主。大多屬高硅沸石類,以鉀鈣型或鈣型斜發(fā)沸石為主。在增長(zhǎng)水化學(xué)勢(shì)及水介質(zhì)K+、Ca2+離子濃度高狀況下,易生成斜發(fā)沸石。距火山通道不遠(yuǎn)玻璃質(zhì)火山熔巖及其伴生某些火山碎屑巖,在它們形成后,與滲入地下水或火山活動(dòng)后期熱水反映形成之沸石巖浙江縉云縣天井山,吉林九臺(tái)縣;遼寧彰武縣;安徽宣城等產(chǎn)于火山熔巖(流紋巖、珍珠巖、流動(dòng)角礫巖)與火山碎屑巖交互浮現(xiàn)地區(qū)。層理普通不明顯,分選性差。礦體呈透鏡狀、似層狀,多數(shù)規(guī)模較小,質(zhì)量不均勻。絲光沸石巖或絲光沸石與斜發(fā)沸石混合巖型礦石。大多屬高硅沸石類,以鈉鈣型絲光沸石為主在稍高溫度、鹽堿度及水介質(zhì)Na+、Ca2+離子濃度高狀況下,易生成絲光沸石前二種成因亞類過(guò)渡類型河北赤城獨(dú)石口等上述二種特性兼而有之。由一套噴溢相—噴發(fā)相—沉積相火山巖與巖層構(gòu)成。有時(shí)見水下沉積特性,并在沉積巖和凝灰?guī)r中有植物化石上面二種礦石類型兼而有之。大多屬高硅沸石類,上述斜發(fā)沸石和絲光沸均有。上面二種成因兼而有之資料來(lái)源:依照中科院地質(zhì)研究所蘇明迪、戴長(zhǎng)錄資料編制
除上述分類法外關(guān)于單位也針對(duì)我省沸石巖提出過(guò)某些成因分類。例如浙江省地質(zhì)局何英才等同志依照浙江省沸石礦產(chǎn)出狀況將浙江沸石巖大體分為如下幾種成因類型:(1)火山熱液—風(fēng)化自變質(zhì)型,又細(xì)分為噴發(fā)相火山碎屑巖(涉及熔結(jié)凝灰?guī)r)亞型和噴溢相熔巖亞型;(2)火山—沉積自變型;(3)次火山巖熱液—風(fēng)化自變質(zhì)型(規(guī)模普通不大);(4)風(fēng)化殼型(詳見何英才寫“浙江省沸石地質(zhì)、評(píng)價(jià)、應(yīng)用和展望”一文)。國(guó)內(nèi)外沸石巖礦床分類法還諸多,有按產(chǎn)出條件、礦物成分和地質(zhì)成因進(jìn)行分類,有按形成條件、成分及與一定巖石組合共生特點(diǎn)進(jìn)行分類,也有人提出依照沸石巖化學(xué)構(gòu)成及其應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行分類,如鈣鈉型、鈉鈣型、鈣鉀型、鉀鈣型等,這一分類法雖未完善,但有實(shí)際意義,值得進(jìn)一步探討。2.礦床工業(yè)類型上面講過(guò),依照礦床成因,沸石礦床也分為內(nèi)生沸石礦床和外生沸石礦床兩大類型。內(nèi)生地質(zhì)條件下,普通不能形成大規(guī)模單礦物大型礦床,內(nèi)生成因沸石為低硅沸石,其工業(yè)意義尚待進(jìn)一步研究。外生沸石礦床,產(chǎn)于沉積巖中沉積巖型沸石礦床,經(jīng)常形成大型工業(yè)礦床,具備很大工業(yè)價(jià)值。外生沸石礦床類型諸多,分類辦法也不一致,獨(dú)聯(lián)體國(guó)家將沉積巖中沸石礦床,依照形成條件、成分、以及與一定巖石組合共生等特點(diǎn),劃分為四個(gè)類型:1)沉積成巖型此類型沸石屬高硅沸石,重要為斜發(fā)沸石和絲光沸石,它們分散在白堊紀(jì)和早第三紀(jì)正常海相條件下形成沉積巖中如細(xì)粒砂、硅質(zhì)粘土、蛋白土、碳酸鹽類巖石和磷塊巖等,這些巖石中普通富含生物化學(xué)成因氧化硅。2)凝灰沉積型此類礦床普通是由堿性偏高海、湖盆地內(nèi)凝灰?guī)r中火山玻璃轉(zhuǎn)變而成。沸石為斜發(fā)沸石、鈣交沸石、絲光沸石、毛沸石及菱沸石等。常形成近單礦物沸石巖大型礦床。3)后成型此類礦床普通發(fā)育在中生代厚層砂巖中,埋深相稱大,沸石為濁沸石,間或?yàn)闂U沸石、鈣沸石和其她沸石。濁沸石是由砂巖膠結(jié)物和碎屑顆粒(常為鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石)形成。4)風(fēng)化殼型此類礦床發(fā)育于堿性巖漿巖風(fēng)化殼下部層位中,在某些鋁土礦礦床中常有小型沸石礦,沸石為鈣交沸石、菱沸石和片沸石等。自然界中已發(fā)現(xiàn)沸石礦物約有40各種,但當(dāng)前真正能形成規(guī)模較大工業(yè)礦床有:斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石、鈣十字沸石等五種。而國(guó)內(nèi)真正被運(yùn)用重要是斜發(fā)沸石和絲光沸石。3.礦產(chǎn)分布狀況當(dāng)前世界上已有美、日、獨(dú)聯(lián)體以及匈牙利等40各種國(guó)家發(fā)現(xiàn)了沸石礦床,礦床總數(shù)達(dá)1千個(gè)以上,集中分布在環(huán)太平洋地區(qū)和古地中海地區(qū),僅以獨(dú)聯(lián)體和美國(guó)而言儲(chǔ)量就達(dá)20億噸以上。日本沸石資源豐富,僅山形縣板谷地區(qū),沸石礦床儲(chǔ)量可達(dá)數(shù)億噸。美國(guó)有100各種沉積沸石產(chǎn)地,重要分布在西部各州,其中高品級(jí)沸石(斜發(fā)沸石、菱沸石、毛沸石和鈣十字沸石)礦床儲(chǔ)量有1.2億噸,總儲(chǔ)量預(yù)計(jì)約有10億噸。獨(dú)聯(lián)體沸石普查工作開始較晚,但由于對(duì)沸石資源需要,也加強(qiáng)了沸石礦產(chǎn)普查找礦,在土庫(kù)曼、外高加索等地找到了質(zhì)量良好20各種沸石礦床。國(guó)內(nèi)是一種沸石資源豐富國(guó)家,總儲(chǔ)量約xx億噸,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)沸石巖產(chǎn)地重要分布在國(guó)內(nèi)東部,有浙江、山東、河北、黑龍江、河南、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、廣東、廣西、福建、安徽、湖北、四川。西部新疆、西藏也有沸石產(chǎn)地,全國(guó)已有21個(gè)省、自治區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)沸石巖產(chǎn)地150多處。已開采有50余處。當(dāng)前比較知名礦區(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)沸石和絲光沸石兩者構(gòu)成混合型礦床,下同)(2)河北省赤城縣獨(dú)石口斜發(fā)沸石巖礦區(qū)(3)河北省圍場(chǎng)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(yáng)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)黑龍江省海林一部落斜發(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(yáng)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(tái)縣銀礦山混合型沸石巖礦區(qū)(13)內(nèi)蒙呼和浩特郊區(qū)陶卜齊絲光沸石巖礦山等。上述礦區(qū)中,除浙江省縉云老虎頭、天井山礦區(qū)及河北省獨(dú)石口礦區(qū)離火車站較遠(yuǎn)外,別的多數(shù)礦區(qū)(礦山)均離鐵路較近,交通以便。
三、礦床工業(yè)指標(biāo)及產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)定(一)礦床普通工業(yè)規(guī)定在國(guó)內(nèi),沸石工業(yè)用途尚處在摸索階段,在礦物定量和選礦提純方面也存在問(wèn)題,使用NH4+、K+互換量測(cè)定辦法所存在干擾因素較多。因而,初步擬定評(píng)價(jià)指標(biāo)為:(1)邊界指標(biāo)(相稱于邊界品位)K+互換量≥10mg/g±,或NH4+互換量≥100mmol/100g±(相稱沸石總量40%)。(2)工業(yè)指標(biāo)(相稱于最低工業(yè)品位)K+互換量≥13mg/g±,或NH4+互換量≥130mmol/100g±(相稱沸石總量55%)。(3)K+互換量<13mg/g,或NH4+互換量>130mmol/100g礦石此外圈出,單獨(dú)計(jì)算儲(chǔ)量,并盡量擬定沸石礦物種類。(4)當(dāng)K+互換量10~13mg/g,NH4+互換量100~130mmol/100g±為表外礦。(5)開采技術(shù)條件最低可采厚度:2m;夾石剔除厚度:≥1m。(6)其他①要有一定數(shù)量樣品,配合進(jìn)行X衍射、紅外吸取光譜、差熱分析、電子顯微鏡和巖礦鑒定,擬定礦石中沸石種類及大體含量。②結(jié)合沸石特點(diǎn),選取某些代表樣品,測(cè)定比表面積、孔徑、吸附性等物化性能。③選取一定數(shù)量樣品進(jìn)行化學(xué)全分析。2.國(guó)內(nèi)天然沸石評(píng)價(jià)建議工業(yè)指標(biāo)(據(jù)錢祖廉等)國(guó)內(nèi)天然沸石品級(jí)劃分原則見表3。表3國(guó)內(nèi)天然沸石建議工業(yè)指標(biāo)①種類品級(jí)NH4+互換量②mmol/100g大體相稱沸石含量,%可采厚度m夾石剔除厚度m富礦特級(jí)品(尖端技術(shù)級(jí))>175>8011Ⅰ級(jí)品(石油化工級(jí))140~17565~8021中檔品位礦石Ⅱ級(jí)品(環(huán)保輕工級(jí))100~14046~652~41~2貧礦Ⅲ級(jí)品(水泥級(jí))70~10032~462~42~4注:①表中工業(yè)指標(biāo)是按斜發(fā)沸石考慮,絲光沸石也可套用該指標(biāo)原則。對(duì)非建材用沸石除考慮NH4+互換量外,還須依照不同用途對(duì)沸石某些性能提出詳細(xì)規(guī)定。②NH4+互換量為工業(yè)品位規(guī)定,邊界品位可減少10mmol/100g。3.沸石礦床工業(yè)指標(biāo)實(shí)例(1)吉林省九臺(tái)縣銀礦山沸石礦吸銨值:邊界指標(biāo)≥50mmol/100g;工業(yè)指標(biāo)≥70mmol/100g??刹珊穸取?m,夾石剔除厚度≥2m。(2)吉林省長(zhǎng)春市大頂山沸石礦吸銨值:邊界指標(biāo)≥50mmol/100g;礦塊指標(biāo)≥70mmol/100g。可采厚度≥1m,夾石剔除厚度≥2m。(二)、產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)定國(guó)內(nèi)外關(guān)于領(lǐng)域重要從如下幾種方面對(duì)沸石巖提出規(guī)定:A、沸石種類:一方面規(guī)定擬定沸石種類,是斜發(fā)沸石還是絲光沸石、菱沸石、鈣十字沸石、片沸石、毛沸石、方沸石等等。B、沸石含量:指沸石礦物在沸石巖中總含量及各種沸石礦物含量比例。C、離子互換能力:如對(duì)NH4+、K+、Na+、重金屬離子以及放射性元素Cs2+、Rb+等離子互換容量。D、吸附性能:指吸附CO2、SO2、氧化氮尾氣(NOX)、氨(NH3)、游離CaO、農(nóng)藥、水份等能力。E、化學(xué)成分:如SiO2、Al2O3、SO3、表面水等含量。F、伴生礦物組分:擬定其種類并對(duì)其含量提出規(guī)定(如對(duì)蒙脫石、長(zhǎng)石、石英等礦物含量提出規(guī)定)。G、沸石孔徑:不同沸石有不同有效孔徑,能吸附最大分子也各不相似,例如浙江省縉云縣岱石口天然絲光沸石屬于大孔徑,能吸附苯分子,其吸苯量為合成大孔徑絲光沸石53%。蘇聯(lián)也曾有按沸石有效直徑和最大吸附分子進(jìn)行沸石分類。某些應(yīng)用領(lǐng)域也可依照自身需要對(duì)沸石孔徑提出規(guī)定。國(guó)內(nèi)沸石巖當(dāng)前重要應(yīng)用于地方小水泥工業(yè)。水泥工業(yè)依照自身特殊需要已制定出新“用于水泥中火山灰質(zhì)混合材料”原則GB2847—81,供關(guān)于部門使用,固然也可供地質(zhì)部門評(píng)價(jià)時(shí)參照使用。原則中規(guī)定了三氧化硫含量、火山灰性和水泥膠砂28天抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)規(guī)定,但并未詳細(xì)規(guī)定出對(duì)作為火山灰質(zhì)混合材料之一沸石巖沸石含量或銨離子互換容量規(guī)定。后者(沸石含量或銨離子互換容量)與前者(火山灰性和水泥膠砂28天抗壓強(qiáng)度)相應(yīng)關(guān)系,也正待進(jìn)一步研究。盡管如此,國(guó)內(nèi)地質(zhì)部門及其他關(guān)于單位(涉及某些省建材工業(yè)局等)所采用沸石巖評(píng)價(jià)指標(biāo),依然重要是銨離子(NH4+)互換容量或沸石含量值,這重要是依照下述理由提出:A、除水泥工業(yè)以外多數(shù)應(yīng)用(或?qū)嶒?yàn))領(lǐng)域均對(duì)沸石巖原礦提出了NH4+互換容量或沸石含量方面工業(yè)規(guī)定;B、中華人民共和國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所曾提出沸石含量≥50%沸石巖可作為水泥用優(yōu)質(zhì)混合材;C、各地沸石水泥應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際成果;D、測(cè)定和使用這種指標(biāo)較簡(jiǎn)便易行。四、礦石性質(zhì)1、礦石礦物構(gòu)成沸石礦物構(gòu)成,除含沸石礦物(如斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石等其他種類沸石)外,伴生礦物尚有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脫石、高嶺石、長(zhǎng)石、云母、綠泥石等礦物以及晶屑、玻屑和巖屑等。2、沸石礦物礦物特性沸石是沸石族礦物總稱,是一種含水堿金屬或堿土金屬鋁硅酸礦物。按沸石礦物特性分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種。按孔道體系特性分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧和鋁氧四周體構(gòu)成,四周體只能以頂點(diǎn)相連,即共用一種氧原子,而不能“邊”或“面”相連,鋁氧四周體自身不能相連,其間至少有一種硅氧四周體,而硅氧四周體可以直接相連。硅氧四周體中硅,可被鋁原子置換而構(gòu)成鋁氧四周體。但鋁原子是三價(jià),因此在鋁氧四周體中,有一種氧原子電價(jià)沒有得到中和,而產(chǎn)生電荷不平衡,使整個(gè)鋁氧四周體帶負(fù)電,為了保持中性,必要有帶正電離子來(lái)抵消,普通是由堿金屬和堿土金屬離子來(lái)補(bǔ)償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具備獨(dú)特內(nèi)部構(gòu)造和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而使沸石擁有各種可供工農(nóng)業(yè)運(yùn)用特性。沸石化學(xué)構(gòu)成十分復(fù)雜,因種類不同有很大差別,沸石普通化學(xué)式為:AmBpO2p·nH2O,構(gòu)造式為Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O,其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽(yáng)離子,B為Al和Si,q為陽(yáng)離子電價(jià),m為陽(yáng)離子數(shù),n為水分子數(shù),x為Al原子數(shù),y為Si原子數(shù),y/x普通在1~5之間,(x+y)是單位晶胞中四周體個(gè)數(shù)。例如斜發(fā)沸石化學(xué)式為:(Na、K、Ca)2-3[Al3(Al、Si)2Si13O36]·12H2O,絲光沸石化學(xué)式為:Na2Ca[AlSi5O12]4·12H2O。國(guó)內(nèi)某些地區(qū)沸石巖化學(xué)成分見表4。
表4國(guó)內(nèi)某些地區(qū)沸石巖化學(xué)成分表沸石巖類型產(chǎn)地成分(%)SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2O燒失量斜發(fā)沸石浙江老虎頭65.060.1312.041.260.122.742.611.116.22河北獨(dú)石口68.520.1011.591.041.133.270.661.6910.58山東濰縣67.760.1212.411.011.123.580.352.6610.07河南上天梯64.000.0812.841.460.861.671.323.0010.12絲光沸石浙江天井山67.380.1211.620.850.382.582.421.088.27絲光沸石山東濰縣67.960.0812.971.490.672.621.802.858.67
沸石密度為1.92~2.8g/cm3、莫氏硬度3.5~5.57顏色較淺,多為白色、淺黃、淺綠、淺紅、淺褐色。
五、工藝特性及重要用途1、工藝特性(1)離子互換性能離子互換性是沸石巖重要性質(zhì)之一。在沸石晶格中空腔(孔穴)中K、Na、Ca等陽(yáng)離子和水分子與格架結(jié)合得不緊,極易與其周邊水溶液里陽(yáng)離子發(fā)生互換作用,互換后沸石晶格構(gòu)造也不被破壞。據(jù)查證,國(guó)內(nèi)斜發(fā)沸石巖對(duì)NH4+離子總互換容量在50~220mmol/100g之間變化,對(duì)K+離子總互換容量普通為9~26mg/g,很少數(shù)在9mg/g如下。而絲光沸石巖對(duì)NH4+離子總互換容量普通為50~188.73mmol/100g,K+離子總互換容量普通為1~9mg/g,很少數(shù)在9mg/g以上。故斜發(fā)沸石巖和絲光沸石巖NH4+離子互換容量均較高,但絲光沸石巖K+離子互換容量大大低于斜發(fā)沸石巖,這是由其內(nèi)部構(gòu)造等特點(diǎn)決定。據(jù)國(guó)內(nèi)外某些文獻(xiàn)報(bào)道,斜發(fā)沸石和絲光沸石對(duì)陽(yáng)離子選取性互換順序?yàn)椋孩賶A金屬互換序列為Cs+1>Rb+1>NH4+>K+1>Na+1>Li+1②堿土金屬互換序列為Ba+2>Sr+2>Ca+2>Mg+2。斜發(fā)沸石能選取互換某些重金屬,對(duì)Na順序依次為Ba>Pb>Cd>Zn>Cu,因而可用于除去重金屬離子。斜發(fā)沸石對(duì)Cs和Sr選取性互換能力,使其能用于除去放射性廢料中Cs137和Sr90。河北省獨(dú)石口斜發(fā)沸石巖對(duì)Cs137選取互換容量為0.15~0.25mg/g,并能分離回收純度達(dá)99.5%Cs137。方沸石中Na+易于被Ag、Ti、Pb等互換。吉林省石棚公社晚侏羅統(tǒng)鹽堿湖火山碎屑巖型方沸石巖,其方沸石含量30~50%,其孔徑2.6?,不大于NH4+離子直徑(NH4+離子直徑2.86?),因而對(duì)NH4+互換容量非常低(只有10~30mmol/100g)。但對(duì)離子直徑<2.60?Cu、Cr、Cd等有較高陽(yáng)離子互換容量。據(jù)悉,日本曾用方沸石除去Cu2+、Cd2+等。(2)吸附性能沸石具備很大比表面積(500-1000米2/克)因而能產(chǎn)生較大擴(kuò)散力,故可用作出眾吸附劑。沸石晶格內(nèi)部有諸多大小均一孔穴和通道,孔穴之間通過(guò)開口通道彼此相連,并與外界溝通。孔穴和通道體積占沸石晶體體積50%以上,其中存在許多脫附自由沸石水。沸石水多少,可隨外界溫度和濕度變化而變化。沸石內(nèi)部孔穴和通道,在一定物理化學(xué)條件下,具備精準(zhǔn)而固定直徑(約3~11?),各種不同沸石,其直徑也不同,不大于這個(gè)直徑物質(zhì)能被其吸附,而不不大于這個(gè)直徑物質(zhì)則被排除在外。這種現(xiàn)象被稱為“分子篩”作用。但并非所有沸石都能起分子篩作用。有些沸石孔徑太小,就沒有篩分分子作用。沸石不但具備吸附水性能,并且還具備吸附氧化鈣、SO2、F2、氮、銨、甲醇以及吸附放射性物質(zhì)性能,以浙江縉云絲光沸石為例,吸附氧化鈣為150.01mg/g,吸銨量177.47mmol/100g,SO2120mg/g,氮吸附量(STP)為12.93~17.11mg/g,甲醇55.4mg/g。(3)催化性能由于沸石具備很大吸附表面,可以容納相稱多數(shù)量吸附物質(zhì),因而能促使化學(xué)反映在其表面上進(jìn)行,因此沸石又作為有效催化劑和催化載體。此外沸石有鋁硅酸鹽格架電荷,以及平衡離子電荷,具備局部高電場(chǎng)和格架上產(chǎn)生酸性位置,因而可以用于加速碳離子型反映。此外它還能以互換具備催化活性金屬(如Pt、Pa等),使其能得到最大限度分散,保持高活性同步又可減少貴金屬用量。(4)熱穩(wěn)定性沸石巖熱穩(wěn)定性與沸石巖中所含陽(yáng)離子種類、沸石硅鋁比、沸石內(nèi)部構(gòu)造等因素關(guān)于。就熱穩(wěn)定性而言,普通絲光沸石優(yōu)于斜發(fā)沸石和方沸石,鉀型或鈉型沸石優(yōu)于鈣型或鉀鈣型斜發(fā)沸石,(國(guó)內(nèi)斜發(fā)沸石屬于后者),高硅沸石優(yōu)于低硅沸石(國(guó)內(nèi)沸石屬于高硅沸石)。國(guó)內(nèi)沸石巖熱穩(wěn)定性各地不一。浙江省縉云縣老虎頭斜發(fā)沸石,持續(xù)加熱650℃12小時(shí)后,原有構(gòu)造大部保持,但加熱到800℃時(shí)構(gòu)造全被破壞。而河北省圍場(chǎng)斜發(fā)沸石巖加熱到350-450℃,沸石晶體構(gòu)造受到破壞,而河北赤城獨(dú)石口斜發(fā)沸石巖加熱到600-700℃(保溫2小時(shí)),沸石晶體構(gòu)造才完全破壞。(5)耐酸性沸石具備良好耐酸性,如山東省斜發(fā)沸石和絲光沸石巖用不同濃度鹽酸在100°C下解決2小時(shí),實(shí)驗(yàn)證明兩者均有較強(qiáng)耐酸性,其中斜發(fā)沸石在4N鹽酸中解決,絲光沸石在10mol/L鹽酸中解決,晶體構(gòu)造均未被破壞。河南信陽(yáng)上天梯斜發(fā)沸石巖,在4mol/L鹽酸中浸泡24小時(shí)(常溫)后,經(jīng)X衍射儀檢查,晶體構(gòu)造未被破壞。沸石還具備化學(xué)反映性、遠(yuǎn)紅外輻射性、可逆脫水性等工藝性能。2、沸石重要用途由于沸石具備上述工藝特性,這些特性在工農(nóng)業(yè)中已逐漸得到應(yīng)用。沸石用途歸納于表5中:
表5沸石重要用途應(yīng)用領(lǐng)域重要用途離子互換除氟改良土壤,廢水解決,除去或回收重金屬離子,放射性廢物解決,海水提鉀,海水淡化,硬水軟化吸附分離干燥劑,吸附分離劑,分子篩(對(duì)氣體、液體進(jìn)行分離、凈化和提純),除臭劑催化裂化石油催化、裂化劑農(nóng)牧業(yè)土壤改良劑(保持肥效)家畜(禽)飼料添加劑建材作水泥摻合料,燒制人造輕骨料,制輕質(zhì)高強(qiáng)板材及輕質(zhì)磚和輕質(zhì)陶瓷制品、無(wú)機(jī)發(fā)泡劑,配制多孔混凝土,作固結(jié)材料、建筑石料造紙和塑料紙張充填劑,塑料、樹脂、涂料充填劑
天然沸石是一種新興材料,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等部門,并且它用途還在不斷地開拓。沸石被用作離子互換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料。在石油、化學(xué)工業(yè)中,用作石油煉制催化裂化、氫化裂化和石油化學(xué)異構(gòu)化、重整、烷基化、歧化;氣、液凈化、分離和儲(chǔ)存劑;硬水軟化、海水淡化劑;特殊干燥劑(干燥空氣、氮、烴類等)。在輕工行業(yè)用于造紙、合成橡膠、塑料、樹脂、涂料充填劑和素質(zhì)顏色等。在建材工業(yè)中,用作水泥水硬性活性摻和料,燒制人工輕骨料,制作輕質(zhì)高強(qiáng)度板材和磚。在國(guó)防、空間技術(shù)、超真空技術(shù)、開發(fā)能源、電子工業(yè)等方面,用作吸附分離劑和干燥劑。在農(nóng)業(yè)上用作土壤改良劑,能起保肥、保水、防止病蟲害作用。在禽畜業(yè)中,作飼料(豬、雞)添加劑和除臭劑等,可增進(jìn)牲口生長(zhǎng),提高小雞成活率。在環(huán)保方面,用來(lái)解決廢氣、廢水,從廢水廢液中脫除或回收金屬離子,脫除廢水中放射性污染物。離子互換后飽和放射性物質(zhì)沸石,又可以作為輻射源使用。還可以從合成氨工廠廢氣中回收氨,從硫酸廠廢氣中回收SO2,此外,還可以從其他工業(yè)廢氣中吸附一氧化碳和氨等。
六、產(chǎn)品質(zhì)量原則由于國(guó)內(nèi)沸石巖應(yīng)用剛開始起步,大多數(shù)沸石應(yīng)用項(xiàng)目也正處在實(shí)驗(yàn)階段,雖少數(shù)已形成產(chǎn)品,但對(duì)其研究也還不夠進(jìn)一步,因而至今有些部門還提不出一種完整統(tǒng)一評(píng)價(jià)質(zhì)量規(guī)定和原則,既沒有國(guó)標(biāo)也沒有部頒原則。
七、綜合運(yùn)用工藝技術(shù)1、綜合運(yùn)用技術(shù)辦法流程當(dāng)前由于人工合成分子篩具備純度高、性能好而穩(wěn)定等長(zhǎng)處,已廣泛應(yīng)用于石油化工、原子能、電子工業(yè)、高分子化學(xué)工業(yè)等許多方面,但人工合成分子篩(人工合成沸石)成本高,價(jià)格昂貴,如能用天然沸石代替某些人工合成分子篩應(yīng)用于關(guān)于領(lǐng)域,則具備了成本價(jià)格低廉,耐酸性、熱穩(wěn)定性好等長(zhǎng)處。但由于天然沸石純度不高等弱點(diǎn),把天然沸石原封不動(dòng)地作為分子篩和催化劑來(lái)運(yùn)用是因難。經(jīng)選礦后沸石巖,不但提高沸石品位,且使質(zhì)量和性能更加穩(wěn)定,提高了使用價(jià)值。因而對(duì)低品位沸石巖進(jìn)行選礦和提純研究是非常必要。(1)沸石選礦辦法國(guó)內(nèi)外為了謀求沸石有效選礦辦法,進(jìn)行了大量研究。歸納這些研究成果,重要有下列幾種辦法:①采用適于解決微細(xì)物料重選設(shè)備(如搖床),及離心力場(chǎng)強(qiáng)化重選設(shè)備。②用浮選解決粒度細(xì)礦石,并可通過(guò)調(diào)節(jié)浮選藥劑改進(jìn)礦物可選性,在浮選時(shí),要嚴(yán)格控制浮選礦漿pH值。浮選是對(duì)沸石最有前程選礦辦法。③采用選取性絮凝分選法,國(guó)內(nèi)用此法對(duì)絲光沸石實(shí)驗(yàn)研究已獲得良好效果。沸石浮選法實(shí)例:采用聯(lián)合流程分選斜發(fā)沸石。原礦礦物構(gòu)成除斜發(fā)沸石外,重要為蒙脫石、石英及少量長(zhǎng)石、磷灰石、黑云母等。浮選流程如圖1所示。原礦
脫泥
分選
磁選
磁性構(gòu)成非磁性構(gòu)成(黑云母、含鐵)石英和長(zhǎng)石靜電分選
非導(dǎo)電構(gòu)成導(dǎo)電構(gòu)成(長(zhǎng)石、斜發(fā)沸石)(石英)重液分選(分選密度2.2)重礦物輕礦物(長(zhǎng)石)(斜發(fā)沸石精礦)圖1斜發(fā)沸石選礦流程在沸石選礦工藝研究上,許多國(guó)家都在做工作,但都感到十分困難,重要由于沸石結(jié)晶顆粒很細(xì)而又與共生礦物在選礦性質(zhì)方面(例如比重、可浮性、導(dǎo)電性、磁性等)差別很小。依照當(dāng)前研究成果看,可以采用辦法有如下幾種:浮選法、選取性絮凝分選法、重選、電磁法,其中浮選法是一種研究最多、也最有前程選礦辦法。世界上天然沸石產(chǎn)品大某些是干法生產(chǎn)出來(lái)。也有濕法精選。日本采用生產(chǎn)辦法是:粗碎、干燥、微粉碎、分級(jí)、包裝這樣一種工藝流程。美國(guó)為了擬定在提高礦石沸石含量方面選礦技術(shù)合用性,采用了普通分級(jí)和濃縮以及搖床選別和干涉沉降工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)前在世界市場(chǎng)上銷售沸石,似未見有通過(guò)選礦廠選別,普通是只通過(guò)破碎、篩分,使沸石礦物具備一定粒度即可。(2)沸石深加工國(guó)內(nèi)自從發(fā)現(xiàn)第一種天然沸石礦產(chǎn)地以來(lái),各關(guān)于部門對(duì)天然沸石深加工及應(yīng)用做了大量研究和推廣工作。其中有可摻沸石水泥及其制品、催化劑、干燥劑、凈化劑、紙張?zhí)盍霞叭嗽旄锾盍?、肥皂助劑、牙膏磨擦劑、沸石碳銨、禽畜飼料添加劑和除臭劑等幾十種深加工產(chǎn)品。舉例如下:A、鋼渣沸石(少熟料)水泥鋼渣沸石水泥由國(guó)內(nèi)初次研制成功,可運(yùn)用煉鋼廢渣,少用或不用水泥熟料,節(jié)約能源,解決三廢。鋼渣沸石水泥是較好膠凝材料。最佳配比是:鋼渣67~71%,沸石25~30%,石膏6~8%。采用粉磨和混合粉磨而成。鋼渣沸石水泥生產(chǎn)規(guī)定沸石巖品位高(沸石含量>50%、吸銨值110mmol/100g以上),質(zhì)量穩(wěn)定,礦化均勻。鋼渣沸石水泥達(dá)到GB—1344—77—325原則,其生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。
沸石鋼渣
顎破顎破
熟料反擊破反擊破
石膏配料
破碎破碎
一管磨
成品圖2鋼渣沸石水泥生產(chǎn)工藝流程
B、石灰沸石水泥(亦稱無(wú)熟料水泥)石灰沸石水泥是用沸石巖、石灰和石膏不經(jīng)生料煅燒,將其按恰當(dāng)比例混合,直接粉磨制成水硬性膠凝材料,它強(qiáng)度可達(dá)300~400號(hào)水泥原則,同步具備耐酸耐堿性能。規(guī)定沸石巖中沸石含量不不大于50%;氧化鈣吸取值不不大于150mg/g;活性成分(可溶硅和可溶鋁)含量不不大于15%;消石灰膠砂強(qiáng)度規(guī)定為:抗拉強(qiáng)度:7天1MPa,28天1.5MPa;抗壓強(qiáng)度:7天9.8MPa,28天19.6MPa;含蒙脫石等雜質(zhì)不得不不大于10%。此外,石灰、石膏質(zhì)量對(duì)水泥強(qiáng)度也有影響,規(guī)定石灰為有效鈣>70%塊狀礦,石膏則規(guī)定SO3>35%。配料比例為:沸石65~70%,石灰23~27%,石膏3~8%。生產(chǎn)工藝流程見圖3。用此種水泥配制50、75、100號(hào)砂漿,合乎建筑砂漿關(guān)于性能規(guī)定,具備不分層、不沉淀、易和性好等長(zhǎng)處。其制品在濕熱養(yǎng)護(hù)條件下,強(qiáng)度可大幅度增長(zhǎng),耐久性也有所改進(jìn),是建筑中新型膠結(jié)材料,有質(zhì)量穩(wěn)定、成本低特點(diǎn)。石灰石灰沸石石膏干燥破碎粉磨成品干燥
圖3石灰沸石水泥生產(chǎn)原則流程重要公司:黑龍江省牡丹江市和遼寧省阜新市關(guān)于廠家。C、紙張?zhí)盍线\(yùn)用天然沸石巖粉作造紙充填劑和涂層劑。斜發(fā)沸石磨細(xì)用濕法或干法分級(jí)旋流器,得到粒徑10mm如下產(chǎn)品(見圖4),其磨損指數(shù)<3%,白度約80%。用此填料制作牛皮紙與粘土填料相比更不透明、易于切裁,不易墨漬,還可以制輕質(zhì)紙。開采開采葉輪輸送車回轉(zhuǎn)網(wǎng)回轉(zhuǎn)爐貯礦料斗旋流器開采囊式濾塵器貯礦料斗超微磨礦機(jī)成品料斗回轉(zhuǎn)網(wǎng)計(jì)量包裝SGW囊式濾塵器回轉(zhuǎn)網(wǎng)計(jì)量包裝貯礦料斗輥碾機(jī)旋流器成品料斗計(jì)量包裝SGW--B成品料斗計(jì)量包裝SGW--BU圖4造紙用沸石加工工序(3)沸石普通酸解決加工工藝天然沸石普通解決辦法涉及,將原礦粉碎到一定粒度,然后置于鹽酸或硫酸溶液中浸漬解決一定期間,再把中和后礦樣放在水中煮沸一定期間,最后將產(chǎn)品干燥、焙燒。通過(guò)這樣解決沸石,可提高其吸附性能。詳細(xì)解決過(guò)程如下:①粉碎:將原礦粉碎至5~80目。若顆粒不不大于5目,酸只能浸漬晶體表面而難以浸透晶體內(nèi)部構(gòu)造,以致不能將內(nèi)部構(gòu)造孔道中不純物質(zhì)或可溶性物質(zhì)清除出來(lái),影響其吸附性能。相反,若顆粒不大于80目,一方面實(shí)際應(yīng)用中不適當(dāng),另一方面,因顆粒過(guò)小易被吹散而影響成品率。②酸解決:可用濃度4~10%鹽酸或硫酸等進(jìn)行解決。酸濃度過(guò)低,溶解雜質(zhì)和易溶物效果差;酸濃度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致中和困難和操作不以便。浸漬解決時(shí)間以10~20小時(shí)為宜。③中和及水煮沸:酸解決后沸石需用碳酸鈉(或碳酸鉀)、苛性鈉(或苛性鉀)等中和。在中和、洗滌后再用水煮沸30~60分鐘。④干燥和焙燒:經(jīng)上述解決沸石,在焙燒之前先進(jìn)行干燥。若不經(jīng)干燥直接焙燒,因殘留于晶體內(nèi)部孔道水急速蒸發(fā)以及急速高溫解決,會(huì)使沸石構(gòu)造局部受到破壞,從而影響其吸附性能。實(shí)踐表白,干燥后焙燒溫度以350~580°C較好。⑤再粉碎:將焙燒好沸石再粉碎至30~50目,即得到吸附性能甚至優(yōu)于活性炭活性沸石。表7是通過(guò)酸解決活性沸石對(duì)NH3吸附效果。表7酸解決活性沸石吸附效果
NH3和空氣吸附劑氣體濃度(%)入口出口沸石30400.050.08活性炭30400.0750.120
(4)沸石改型解決辦法天然沸石通過(guò)恰當(dāng)化學(xué)改型解決,可使其本來(lái)就有離子互換能力更強(qiáng),使某些本來(lái)吸附性能較差沸石變成吸附能力極強(qiáng)新型沸石。重要改型辦法如下。①P型沸石:P型沸石可以用NaOH溶液解決天然沸石而形成,例如,將3g10~200目天然斜發(fā)沸石,加入10ml5mol/LNaOH溶液中,在95±5℃下加熱70小時(shí),即獲得P型沸石。圖5是沸石堿解決改型先后斜發(fā)沸石和絲光沸石對(duì)溶液中CdCl2吸附狀況。改型后P型沸石對(duì)CdCl2吸附量大大增長(zhǎng)。但是堿解決時(shí),NaOH濃度不適當(dāng)過(guò)高,否則會(huì)破壞沸石構(gòu)造。
(圖表待掃描)
②H型沸石:將天然絲光沸石用稀無(wú)機(jī)酸(HCl、H2SO4、HNO3、HClO4等)解決,使H+互換率至少在20%以上。成型后再在90~110℃干燥,最后在350~600°C溫度下加熱活化即成。H型沸石具備很高吸附速度和陽(yáng)離子互換容量。③Cu型沸石:在用Cu2+互換制取銅型沸石時(shí),常因沸石中具有H+而使Cu2+互換受阻。因在互換前,需將沸石在濃氨水中浸漬,使NH4+先置換沸石中H+。制備Cu型沸石重要是用硝酸銅(最佳)、硫酸銅或氯化銅解決沸石,同步使Cu互換率在50%以上。經(jīng)互換后沸石可拌水成型并在恰當(dāng)溫度下活化備用。也可用少量硬脂酸鋁、石墨等作粘合劑,或用氯化鋁和硅藻土等載體成型。④Na型沸石:將天然絲光沸石用過(guò)量鈉鹽溶液(NaCl、Na2SO4、NaNO3等)解決,使Na+互換率至少在75%以上,成型后在90~110℃干燥,最后在350~600℃溫度下加熱活化制成。Na型沸石將大大提高其對(duì)氣體吸附容量,甚至比合成5A分子篩吸附量還大。⑤NH4型沸石:將天然沸石用2mol/LNH4Cl溶液解決,然后用2mol/LKCl溶液作洗滌劑,能使陽(yáng)離子互換容量達(dá)到145mN/100g。⑥Ca型沸石:將天然沸石用2NCaCl2溶液解決,然后用2molNH4Cl溶液作洗滌劑,其陽(yáng)離子互換容量可達(dá)59mN/100g。⑦八面沸石:當(dāng)前國(guó)內(nèi)探明沸石礦很大某些為斜發(fā)沸石,其致命弱點(diǎn)是比表面積小,孔徑小。如將斜發(fā)沸石改型為八面沸石,則可廣泛應(yīng)用于化工、煉油等領(lǐng)域,大大提高這種豐富而便宜礦物使用價(jià)值。將斜發(fā)沸石改型為八面沸石,其礦物構(gòu)造發(fā)生變化,由單斜晶系變?yōu)榱⒎骄?,晶格參?shù)及硅鋁比均有大變化,這一改型過(guò)程機(jī)理實(shí)際是沸石再結(jié)晶過(guò)程,即是硅酸鹽陽(yáng)離子骨架再形成過(guò)程。斜發(fā)沸石在NaOH和NaCl水溶液中,固相晶態(tài)斜發(fā)沸石軟化,受到介質(zhì)中(OH)-催化而發(fā)生解聚,生成沸石構(gòu)造單元,晶核進(jìn)一步有序化,生成八面沸石晶體。反映機(jī)理如下:Na6·Al6·Si30O72·24H2ONaOH+NaCl3[Na2O·Al2O3·4SiO2·6H2O]+18SiO2+6H2O制備八面沸石工藝流程見圖6。改型條件比較嚴(yán)格,當(dāng)反映中堿液濃度低時(shí)(<2mol/L),易生成P型沸石(鈣十字沸石型);當(dāng)反映中堿液濃度過(guò)高時(shí)(>4mol/L),則生成羥基方鈉石。因而,反映堿液濃度、助劑和水用量均需嚴(yán)格控制。最佳條件為(每克礦樣):NaOH0.55g,NaCl0.60g,水3.00g,反映時(shí)間4小時(shí)。破碎破碎預(yù)解決混合反映器冷卻產(chǎn)品干燥洗滌過(guò)濾NaOH+NaCl+H2O<40目攪拌
圖6八面沸石加工工藝流程2、開發(fā)生產(chǎn)實(shí)例當(dāng)前國(guó)內(nèi)各地沸石礦山均以出售原礦為主,用于建材工業(yè),作為水泥生產(chǎn)摻合料。以河南信陽(yáng)上天梯沸石礦為例,年開采量為30-40萬(wàn)噸,幾乎所有供應(yīng)信陽(yáng)和駐馬店地區(qū)幾家水泥廠作為水泥生產(chǎn)摻合料。沸石在工農(nóng)業(yè)上用途還在實(shí)驗(yàn)階段。開發(fā)應(yīng)用實(shí)例不多,現(xiàn)列舉幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究成果實(shí)例如下:(1)NZp—系列有機(jī)廢氣焚燒凈化催化劑(產(chǎn)品)。研制單位:浙江省杭州大學(xué)催化研究室簡(jiǎn)況:80年開始研究,81年研制成NZp-1型,正在全面推廣。82年研制成NZp-2型催化劑,正在工廠作應(yīng)用試點(diǎn)。83年研制NZp-3型催化劑,正準(zhǔn)備中試。NZp-1型用于油漆、電工器材烘漆等方面三苯廢氣解決,NZp-2型用于萘法制苯酐廢氣解決。NZp-3型用于鄰二甲苯法生產(chǎn)苯酐廢氣解決。產(chǎn)品中,絲光沸石巖粉作為鉑載體而被應(yīng)用。截至83年終,NZp-1型催化劑已在20多家工廠公司使用,使用壽命普通3~5年,最高可達(dá)7~8年。杭州某工廠每套裝置使用NZp-1型催化劑(與原用蜂窩陶瓷催化劑相比),可節(jié)約催化劑成本1200元。NZp-1型催化劑價(jià)格僅為國(guó)內(nèi)pd-蜂窩陶瓷1/3。(2)酸性介質(zhì)干燥劑(產(chǎn)品):研制單位:自貢市鴻鸛化工總廠簡(jiǎn)況:運(yùn)用天然絲光沸石代替3A型分子篩干燥氯化氫,由于天然沸石成本低,耐熱耐酸,因而可增長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命,大大減少生產(chǎn)成本。(3)海水提鉀實(shí)驗(yàn)(擴(kuò)試)研制單位:中科院地質(zhì)所、天津制鹽工業(yè)研究所、秦皇島化工廠、廣東惠東鉀肥廠、青島化工研究所、浙江寧波梅山鹽場(chǎng)等單位。簡(jiǎn)況:運(yùn)用天然斜發(fā)沸石離子互換特性,使鈉、鉀離子互相置換,以達(dá)到從海水中提取鉀鹽之目。天津制鹽工業(yè)研究所年產(chǎn)噸KCl中試廠設(shè)備簡(jiǎn)樸,技術(shù)可行,無(wú)污染。由于海水中鉀濃度低,普通采用三次疊加吸附、一次洗脫法。工藝并不復(fù)雜,但能耗大,成本高,經(jīng)濟(jì)上不可行,有待進(jìn)一步研究。(4)沸石凈化養(yǎng)魚水體生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)(已成功)研制單位:遼寧省朝陽(yáng)地區(qū)水產(chǎn)局簡(jiǎn)況:為完善生物水體凈化新工藝,摸索性地在生產(chǎn)上應(yīng)用沸石做壓濾式濾塔濾料。其目是觀測(cè)壓濾式濾塔實(shí)際應(yīng)用在生產(chǎn)上三用(沸石凈化水體、反沖排污、水循環(huán)塔)效果如何。對(duì)養(yǎng)魚水體有凈化、降解、緩沖作用。是水體凈化抱負(fù)濾料。凈化后水體水質(zhì)良好,沒有達(dá)到影響魚類生長(zhǎng)污染指標(biāo)。(5)沸石鋼渣水泥(ZSC)研制單位:北京鋼渣水泥廠、中科院地質(zhì)所、北京市建材研究所簡(jiǎn)況:1978年試生產(chǎn),1979年11月鑒定,列為國(guó)家產(chǎn)品。1980年3月正式投入生產(chǎn)。其強(qiáng)度和性能達(dá)到國(guó)標(biāo)GB-1344-77類水泥325號(hào),即硬練400號(hào),是國(guó)內(nèi)外初次研制成功水泥新品種。屬于無(wú)熟料水泥中一種,配料為:純氧頂吹轉(zhuǎn)爐慢冷鋼渣60~70%;斜發(fā)沸石巖25~30%;石膏8~10%,分別粉磨或混合粉磨而成。可運(yùn)用煉鋼廢料,工藝簡(jiǎn)樸,投資少,見效快,對(duì)環(huán)保也有好處。特種水泥耐磨度高、抗腐蝕性好、水化熱低。據(jù)有人記錄:把北京首鋼轉(zhuǎn)爐渣所有運(yùn)用,每年可生產(chǎn)30萬(wàn)噸水泥。缺陷:粉磨能耗大。(6)作紙張?zhí)盍蠎?yīng)用實(shí)驗(yàn)(已投產(chǎn))研制單位:中華人民共和國(guó)科學(xué)院地質(zhì)所、黑龍江嫩江科委、嫩江造紙印刷廠,齊齊哈爾造紙廠等簡(jiǎn)況:嫩江造紙印刷廠運(yùn)用本地斜發(fā)沸石巖作紙張?zhí)盍?。?981.5~1983.10月曾完畢有光紙、書寫紙、包裝紙、新聞紙等填加實(shí)驗(yàn),除有光紙和書寫紙白度略低外,別的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)部頒原則。當(dāng)前已用于黃色包裝紙生產(chǎn)。齊齊哈爾造紙廠也曾籌劃于1984年生產(chǎn)1萬(wàn)噸沸石填料新聞紙。①代替滑石粉作填料、可減少成本,以每年生產(chǎn)一千噸書寫紙計(jì)算,原需填加300目滑石粉300噸,改為沸石粉,可少支填料費(fèi)1.2萬(wàn)元。齊齊哈爾造紙廠年生產(chǎn)新聞紙5萬(wàn)噸,原需200目滑石粉3000噸,改為沸石粉,則可少支填料費(fèi)6萬(wàn)元。②在同粒度、同填加量、同工藝條件下,沸石粉留著率高于滑石粉。以書寫紙為例,沸石粉留著率高于10%,按填加量30%計(jì),則每噸紙漿可多生產(chǎn)30kg紙,書寫紙價(jià)格為1550元/噸(82年黑龍江統(tǒng)一價(jià)),30kg紙價(jià)約46.5元,即每噸紙漿可多創(chuàng)價(jià)值46.5元,也按嫩江紙廠年產(chǎn)1000噸書寫紙計(jì)算,則在同樣消耗下,每年多創(chuàng)效益4.65萬(wàn)元。(7)作禽畜飼料添加劑(產(chǎn)品)研制單位:浙江省寧??h礦業(yè)建材公司、寧??h青珠農(nóng)場(chǎng)及寧??h農(nóng)業(yè)局畜牧獸醫(yī)股等單位簡(jiǎn)況:1982年7月~1983年8月共進(jìn)行二次6批76頭豬,在豬日糧中添加2%、5%、8%沸石粉對(duì)比重復(fù)實(shí)驗(yàn),獲得滿意效果。經(jīng)省農(nóng)大、省飼料公司等單位鑒定以為確有推廣應(yīng)用之必要。寧??h礦業(yè)公司珍珠巖礦又大膽創(chuàng)新設(shè)計(jì)制成復(fù)方沸石粉,其增重效果比沸石粉更佳。添加沸石粉喂豬,使豬皮毛光亮,食欲良好;對(duì)防治
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