Zeolite是一族含水的堿或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物,自五十年代后期日本、美國先后找到沉積沸石礦床以后,沸石才由陳列礦物轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)礦物。世界沸石資源豐富,分布在40多個(gè)國家,主要資源國有中國,(數(shù)拾億噸)、蘇聯(lián)(拾億噸以上)、美國(約拾億噸)、日本(數(shù)億噸)。

一、沸石的礦物學(xué)特征、理化性能及用途

自然界常見的天然沸石礦物有鈣十字沸石、片沸石、鎂堿沸石、斜發(fā)沸石、毛沸石、菱沸石、絲光沸石、濁沸石、方沸石等,分屬等軸、三方、斜方、單斜等晶系。沸石晶體細(xì)小,呈柱狀、板狀及菱面體狀,或呈纖維狀、束狀集合體。硬度3.5~5,比重1.92~2.80。沸石巖一般顏色較淺,呈淺綠、淺紅、灰白、肉紅、暗紫和雜色,蠟狀、土狀光澤。沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而擁有多種可供工農(nóng)業(yè)利用的特性,如:離子交換性和交換的選擇性,吸附分離性(篩分性),反應(yīng)性和催化性,穩(wěn)定性和耐酸性,以及非線性等溫吸附等。可廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、能源、石油化工、農(nóng)業(yè)、畜禽飼養(yǎng)、環(huán)境保護(hù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、火箭和導(dǎo)彈工業(yè)、冶金、電子、宇宙空間技術(shù)、原子能工業(yè)、輕工等方面。按用量分,建筑業(yè)是其主要應(yīng)用方面。

二、沸石應(yīng)用

在化學(xué)建材中,主共用于以下兩方面:

1、用于生產(chǎn)建筑涂料(油漆)、顏料

涂料生產(chǎn)中,混合乳化漆與沸石粉,可制備一種能吸附氣味和水分的涂料。用沸石生產(chǎn)的特殊抗腐蝕涂料,特別適用于造船業(yè)。沸石細(xì)粉中摻入載色樹脂和草酸鹽可生產(chǎn)一種性能優(yōu)良的對建筑物墻壁起保護(hù)和裝飾作用的涂料。利用沸石和珍珠巖可生產(chǎn)一種室內(nèi)可避免建筑物水份結(jié)露的吸水性涂料,將它涂在膠合板上(涂層厚rmm),吸水率可達(dá)83帕。干燥的沸石細(xì)粉可用于生產(chǎn)防火涂料,含水沸石可用于生產(chǎn)不燃性涂料。聚酣氨地板涂料中摻加沸石成份,可大大提高其存放時(shí)間,穩(wěn)定其使用性能。

沸石不可用于顏料和油漆的生產(chǎn)。沸石經(jīng)堿性柒料處理,可制得穩(wěn)定而鮮艷的彩色顏料。利用沸石填料的高流動性和分散性,生產(chǎn)油漆時(shí),往充填劑中摻加沸石可改進(jìn)顏料的分散性和減少絮凝。

膠合劑或油灰的生產(chǎn)中摻合脫水沸石可提高產(chǎn)品的粘結(jié)強(qiáng)度,加快硬化速度,減少氣孔,消除斷裂,并延長產(chǎn)品壽命。

2、用于生產(chǎn)塑料(樹脂)、橡膠

國外也將沸石用作塑料充填劑。利用沸石的吸附性提高聚氯乙烯制品熱穩(wěn)定性及其它功能。蘇聯(lián)在聚氯乙烯樹脂中加入用四氛化碳和甲烷溶劑改性的沸石填料,能吸附因紫外線光照而分解出的抓化氫氣體,降低抓化氫分解速率,提高聚抓乙烯制品的耐光性。氯乙烯樹脂中摻加沸石充填劑,所得產(chǎn)品可混性、著色度、熱穩(wěn)定性以及加熱變化均良好。將40%絲光沸石添加到密胺甲醛樹脂內(nèi),或50%斜發(fā)沸石添加到丙烯樹脂內(nèi)作充填用,能提高產(chǎn)品某些性能。鈣塑材料中用斜發(fā)沸石巖粉代替輕質(zhì)碳酸鈣,可節(jié)省能源,提高制品耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定性及其它功能。沸石比重比輕質(zhì)碳酸鈣低0.3~0.4,因而能降低鈣塑制品成本。聚丙烯與沸石混合可制成透明拉伸膜,還是有效的苯乙烯聚合催化劑。

帶有水或含水電介質(zhì)的沸石分散到樹脂內(nèi)可改進(jìn)化合物的抗靜電性。口本將聚氯乙烯樹脂100份、苯二甲酸二辛醋80份、穩(wěn)定劑2份、硬脂酸鉛1份、沸石100份,混合液在160℃輥煉,壓延成板,其表面電阻為3.8×108Ω-cm,而加碳酸鈣填料之板材表面電阻為1.5%x1013Ω-cm。對于制造防靜電、表面不易吸塵的鈣塑門窗、地板具有現(xiàn)實(shí)意義。

斜發(fā)沸石可用作橡膠混合物的結(jié)構(gòu)變性處理劑和充填劑,添加鉸型斜發(fā)沸石可提高橡膠張力達(dá)28%和抗拉強(qiáng)度30%,并且還能改善耐久性和彈性。在硫化橡膠生產(chǎn)過程中摻入鋅取代的A型沸石,可使硫化橡膠具有高抗拉弧度、抗折強(qiáng)度、大伸張強(qiáng)度和低硬度等性能。沸石還可用作橡膠工業(yè)的硫化過程的過早硫化的抑制劑,以及橡膠硫化的加速劑。

沸石粉與合成硅酸、瀝青混合可制得一種粉狀瀝青,可作為鋪路、橋梁或家用與工業(yè)地板混合瀝青的填料,亦可用作改善廢瀝青混合料和瀝青建筑材料性能的填料。

此外,沸石還用于生產(chǎn)水泥、陶瓷制品、玻璃以及其它建筑材料。