無(wú)機(jī)肥料施用過(guò)程中,肥料流失率較高是近年來(lái)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的問(wèn)題,如銨肥的流失率可達(dá)30%~50%。一些科學(xué)家和研究人員探索了一種能緩解和改善上述矛盾的新介質(zhì)——天然沸石。天然沸石具有較高的陽(yáng)離子交換量和小孔吸附性,能將有效的養(yǎng)分元素靠小孔吸附力和陰陽(yáng)離子的靜電引力緊緊束縛在沸石晶格周圍。正是這樣,養(yǎng)分元素的釋放受到了有效的制約,肥效能長(zhǎng)效持久。天然沸石作為基質(zhì)添加到土壤中,具有明顯改良土壤的功效。
天然沸石本身的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn):Zeolite是一種多孔狀堿金屬和堿土金屬的硅鋁酸鹽礦物,化學(xué)式以(Na,K)x,(Mg,Ca)y[Alx+2ySin-(x+2y)O2n]·mH2O表示,它是由硅氧四面體,鋁水四面體[Si,Al]O4所組成的格架構(gòu)造硅酸鹽。這種結(jié)構(gòu)形成了可為陽(yáng)離子和水分子占據(jù)的大晶穴。這些陽(yáng)離子和水分子有較大的移動(dòng)性,可以進(jìn)行陽(yáng)離子交換和可逆的脫水。此外沸石的晶體結(jié)構(gòu)中還含有金屬陽(yáng)離子和水,當(dāng)加熱使水分從沸石中脫出后,其骨架結(jié)構(gòu)的形狀保持不變,因此沸石也可比喻成”晶體綿”。當(dāng)沸石的自由孔徑具有某種分子的大小時(shí),便有可能從含有各種不同形狀和體積的分子混合物的進(jìn)料中,篩分出某種類型的分子。天然沸石的陽(yáng)離子交換和溶液的pH值,交換溶液的濃度,用量以及陰離子類型等因素有關(guān)。在選用熔鹽交換法時(shí),熔鹽溶液的溫度必須低于沸石結(jié)構(gòu)的破壞溫度。除了高硅鋁比的耐酸沸石外,一般的沸石可為強(qiáng)酸,強(qiáng)堿所破壞,故離子交換一般在pH值為4~12的溶液中進(jìn)行。
沸石資源的分布及開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域:天然沸石來(lái)源于火山噴出物,多出產(chǎn)于環(huán)太平洋國(guó)家,如日本,印度尼西亞等。沸石也是我國(guó)資源量大且分布較廣的一類非金屬礦產(chǎn),產(chǎn)地涉及浙江、河北等省區(qū)。我國(guó)已發(fā)現(xiàn)有大量的絲光沸石和斜發(fā)沸石礦床,另外還有方沸石、束沸石、片沸石、鈉沸石等許多品種。由于具有質(zhì)輕易碎,硬度較低,空隙度高,比表面積大等特點(diǎn)以及良好的離子交換,吸附,催化,耐熱,耐酸,耐輻射性能,已被廣泛應(yīng)用于石油及化工,環(huán)境保護(hù),農(nóng)牧業(yè),建材工業(yè),輕工業(yè)及尖端技術(shù)等諸多領(lǐng)域。近年來(lái)人們?cè)诜柿系纳a(chǎn)和施用過(guò)程中開(kāi)始探索合理利用天然沸石,并取得了一些進(jìn)展。