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自然界中已發現80多種沸石。其中方沸石、菱晶石、鈣沸石、沸石、鈉沸石、絲光沸石、沸石以鈣、鈉為主。它們的含水量隨溫度和濕度的變化而變化。晶體系統因礦物種類而異,以單斜晶系和正交晶系(正交晶系)為主。
方沸石和菱晶石通常呈等軸晶型,絲光沸石和絲光沸石呈板狀,絲光沸石和絲光沸石呈針狀或纖維狀,常見鈣十字沸石和紅輝沸石雙晶。純沸石是無色或白色的,但由于雜質,它們可能是淺色的。玻璃光澤。解理隨晶體結構而變化。莫氏硬度中等。其比重在2.0~2.3之間,而含鋇的比重可達2.5~2.8。沸石主要形成于低溫熱液階段,常見于噴出巖、熱液礦床和現代溫泉礦床的孔隙中。
沸石可以通過水的滲透來交換陽離子。沸石中的鈉離子可與水溶液中的鈣、鎂離子交換,在工業上可用于軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅(鋁)氧四面體連接的三維晶格??蚣軆扔懈鞣N尺寸的孔洞和通道,具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子分布在孔道中,與晶格的聯系很弱。不同的離子交換對沸石的結構影響不大,但會改變沸石的性質。晶格中有不同大小的空腔,可以吸收或過濾其他大小不同的物質分子。在工業上,它常被用作分子篩來凈化或分離混合組分,如氣體分離、石油凈化、工業污染治理等。
沸石的方爆沸原理:
首先,成因:如果過熱的液體繼續受熱,它會突然劇烈沸騰。這種現象被稱為“沸騰”,或“塌陷沸騰”。
過熱是一種亞穩態。由于過熱液體的波動,在某些地方具有足夠能量的分子會相互推開,形成微小的氣泡。當過熱液體的溫度遠高于沸點時,小氣泡中的飽和蒸氣壓高于外壓,氣泡迅速長大膨脹,甚至引起工業容器破碎。
液體過熱的原因是液體缺乏核心形成氣泡。為了消除蒸餾過程中的過熱現象,保證沸騰狀態的穩定,常在蒸餾過程中加入一端密封的沸石或毛細管,以防止加熱過程中的沸騰現象。他們被稱為方暴劑,也被稱為沸騰愛滋病。需要注意的是,當液體沸騰時,不應添加和使用方爆劑。簡言之,燒杯中的液體受熱后會向上沖出,導致“噴泉”一個個冒出來,甚至在加熱時濺出來傷人。
沸石能有效防止液體向上竄動,保持加熱時液體的穩定
沸石為Na、Ca等金屬離子的含水鋁硅酸鹽礦物。Na、Ca、Al、Si元素在地殼中的含量是很豐富的,它們均為主要的造巖元素,所以沸石應該是比較常見而且分布比較廣泛的造巖礦物。
而在巖漿作用過程中,蕞初因溫度較高,巖漿以SiO24-為主。它是弱酸,不能和強堿性的陽離子K+、Na+結合,而只能與堿土金屬族的Mg2+和Fe2+結合,所以蕞早形成由 MgSiO3和 FeSiO4所構成的橄欖石和由 MgSiO3和FeSiO3構成的輝石。隨著溫度降低,出現Si4O611和Si2O2-4,酸性增強,可與堿性較強的K+、Na+、Ca2+結合形成角閃石和云母。當巖漿中出現硅鋁酸根后,由于它是一種較強的酸,故能與堿金屬K、Na和堿土金屬Ca結合形成各種長石。所以在巖漿作用階段幾乎沒有沸石的出現。
在熱液階段,隨著熱液的運移及與圍巖作用,熱液由酸性逐漸轉變為弱堿性,弱堿性的條件有利于沸石的形成。礦物的結晶順序是按晶格能遞減的順序進行的。對硅酸鹽礦物,首先形成的是島狀構造硅酸鹽,其次是鏈狀、層狀構造硅酸鹽,蕞后是架狀構造硅酸鹽。所以在低溫熱液階段有少量的沸石形成。但是由于沸石礦化受巖石滲透性的約束,只有在巖石空洞裂隙比較發育的地段礦化才較為有利。這就造成了巖石中沸石礦物分布的不均勻性。另外,在巖石空洞裂隙發育的條件下,其成礦的物理化學環境也有很大差別。所以熱液作用條件下生成的沸石礦在化工業意義較小。
絕大部分的沸石是由沉積的鋁硅酸鹽礦物與孔隙水反應形成的(或由鋁硅酸鹽礦物經熱液蝕變形成)。由于原巖質地均勻,成礦的物理化學條件也比較穩定,在成巖作用中沸石生成速度緩慢,故可形成重要的工業礦床。
沸石作為過濾材料在水處理中的應用來源:|作者:北京安吉屋科技有限公司|發布時間: 2020-04-26|431 次瀏覽1、去除有機物水中的有機物是一類主要污染物。沸石對有機污染物的吸附能力主要取決于有機物分子的極性大小。
吸附能力大小為:極性分子>非極性分子;直徑小的分子>直徑大的分子。
能與沸石表面發生強烈吸附作用的、三氯等都屬于沸石吸附物質之列。一些常見的有機污染物,如酚類、、苯醌、氨基酸等,多有極性,分子直徑適中,可被沸石吸附而去除。
2、去除氨氮
去除氨氮是利用沸石對陽離子的選擇換和再生特性。斜發沸石對陽離子的交換順序為:Cs+>Rb+>K+>NH4+>Sr2+=Ba2+>Ca2+>Na+>Fe3+>Al3+>Mg2+>Li+。在上述各種陽離子共存的溶液中,除Cs+、Rb+、K+外、優先吸附的是NH4+。
3、降低氟含量
我國的高氟水分布廣泛,對人體危害甚大。目前降氟方法很多,但均存在一定弊端。沸石除氟有許多優點:可對含氟量不同的原水有效地除氟,處理后水質澄清、透明,含氟量達到國家飲用水標準;處理成本低,裝置簡單,再生簡易。