沸石存在于自然界中,通常填充火山巖的裂縫和孔隙,這限制了大型礦床的形成。所以這類(lèi)礦床比較稀缺。火山巖是形成沸石的主要前體材料,盡管其他礦物如長(zhǎng)石、高嶺石、蒙脫石、火山玻璃,甚至其他沸石也可以發(fā)揮這一作用,具體取決于壓力、溫度和礦化流體的存在情況, 在溶解沉淀系統(tǒng)中 。

世界上只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家擁有可開(kāi)采的沸石儲(chǔ)量,并且完全采用露天開(kāi)采方法。沸石礦石的加工相對(duì)簡(jiǎn)單,僅涉及粉碎步驟和按粒度范圍分級(jí) 。在 60 種天然沸石中,僅斜發(fā)沸石、方沸石、鈉沸石、濁沸石、十字鋅沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石和鎂堿沸石的已知沉積儲(chǔ)量較大,主要分布在中國(guó)。尚未估計(jì)沸石礦儲(chǔ)量,因?yàn)榇蠖鄶?shù)生產(chǎn)國(guó)不披露此信息,只有它們的估計(jì)產(chǎn)量可用。就產(chǎn)量而言,2019 年的主要國(guó)家是中國(guó)(320.000 噸)、韓國(guó)(150.000 噸)、斯洛伐克(120.000 噸)、新西蘭(100.000 噸)和美國(guó)(98.000 噸)。與合成沸石不同,天然沸石具有廣泛的礦物學(xué)和化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)和孔徑大小,如果需要更均勻的特性以保證高效率,這會(huì)限制它們的應(yīng)用。盡管如此,天然沸石的成本低于合成沸石,確保了它們?cè)趧?dòng)物飼料生產(chǎn)、水處理、氣味控制、氣體吸附和硅酸鹽水泥中添加火山灰的應(yīng)用。

沸石的特性及利用-國(guó)投盛世

在去除有機(jī)污染物的情況下,通過(guò)溫度使沸石再生成為可能,從而實(shí)現(xiàn)材料的再利用,從而可以為該過(guò)程帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。熱重分析 (TG) 和差熱分析 (DTA) 技術(shù)有助于檢測(cè)沸石在不破壞其晶體結(jié)構(gòu)的情況下可承受的最高溫度,從而降低其去除污染物的潛力,從而有助于優(yōu)化再生過(guò)程。

與用于流出物處理的沸石表征相關(guān)的另一項(xiàng)技術(shù)是確定材料的表面電性能(zeta 電位)。由于沸石的電荷可以通過(guò)改變 pH 值來(lái)改變,因此確定發(fā)生電荷反轉(zhuǎn)的零電荷點(diǎn) (pH?PZC?) 尤其有助于去除陰離子污染物,其中可以使通過(guò)適當(dāng)?shù)?pH 值調(diào)整使表面帶正電 。

最后,必須確定陽(yáng)離子交換容量 (CEC),以估計(jì)給定沸石能夠去除的每單位質(zhì)量污染物的量,這意味著為給定過(guò)程定義最佳沸石量 。盡管其他應(yīng)用還需要其他表征技術(shù),但上述技術(shù)與使用沸石處理流出物具有更大的相關(guān)性。