我國(guó)是世界上天然沸石儲(chǔ)量豐富的國(guó)家之一, 據(jù)全國(guó)4 0 余處礦產(chǎn)地(含礦床和主要礦點(diǎn))統(tǒng)計(jì), 屬于大中型的有31 處, 保有儲(chǔ)量達(dá)27.8 億噸, 資源總量超過(guò)10 億噸, 居世界前三位, 我國(guó)天然沸石(巖) 以斜發(fā)沸石、絲光沸石為主, 這兩種沸石均為世界上應(yīng)用最廣, 消耗量最多的礦物原料。

近三十年來(lái), 我國(guó)在天然沸石的開(kāi)發(fā)利用方面得以長(zhǎng)足發(fā)展, 其應(yīng)用涉及到建材、農(nóng)牧、環(huán)保、輕工、石油化工和尖端技術(shù)領(lǐng)域。但是總體上來(lái)說(shuō), 我國(guó)對(duì)于天然沸石性能的認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)利用起步比較晚, 用于Zeolite(巖) 加工的技術(shù)和設(shè)備滯后, 產(chǎn)品多為低檔次的“ 大路貨” , 經(jīng)濟(jì)效益欠佳。因此, 加強(qiáng)對(duì)天然沸石深加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究, 并使其盡早轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,既是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和沸石加工企業(yè)的愿意, 也是天然沸石實(shí)現(xiàn)增效的重要途徑。天然沸石(巖)的深層次加工與其它非金屬礦加工一樣, 需要多學(xué)科、多工種發(fā)揮協(xié)同作用。尤其是對(duì)礦物結(jié)構(gòu)性能的研究和加工方案的優(yōu)化、設(shè)備的配套選型及能耗等, 須經(jīng)充分的可行性論證后方可啟動(dòng)。為了加快我國(guó)沸石產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐, 提高沸石制品科技含量, 以期獲得更好的社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益,?根據(jù)有關(guān)資料并結(jié)合我們的實(shí)踐, 現(xiàn)就天然沸石(巖) 深加工方面幾個(gè)問(wèn)題探討如下:

天然沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征是其深加工的基礎(chǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代測(cè)試手段的不斷完善, 人們對(duì)沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其特征的認(rèn)識(shí)亦在不斷深化, 對(duì)于不同種類(lèi)沸石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異性研究更具實(shí)用意義。天然沸石是一族含水的鈉(鉀)、鈣或鎂、鋇等的架狀鋁酸鹽礦物。其主要化學(xué)組分為SIO2 、Al2 O 3 、H2O 及堿或堿土金屬, 其中 、Al20 3 之和約占沸石總量的50 % , 堿或堿土金屬是以離子狀態(tài)與SIO2 、Al2O3 結(jié)合在一起, 但其數(shù)量很有限。不同種類(lèi)沸石的硅、鋁比值是不相同的, 如斜發(fā)沸石、絲光沸石為高硅型沸石(s i : A l>4 ) : 菱沸石、鈣十字沸石屬于低硅型沸石(si : A l<2 )。沸石結(jié)構(gòu)中硅鋁比值的大、小直接影響著沸石的某些性能, 這在開(kāi)發(fā)利用中很是值得注意的。沸石晶體結(jié)構(gòu)比較特殊, 硅(鋁) 氧四面體是構(gòu)成沸石晶體的基本環(huán), 由初始的單元環(huán)逐級(jí)組成雙元環(huán)、多元環(huán)進(jìn)而彼此結(jié)合成主要為三維空間的架狀構(gòu)造的沸石結(jié)晶多面體。值得指出的是上述硅(鋁)氧四面體中, 因硅鋁電價(jià)的不同而使結(jié)構(gòu)體具有負(fù)電性, 于是鉀、鈉、鈣等的陽(yáng)離子便進(jìn)人晶格中予以補(bǔ)償。在某此條件下上述陽(yáng)離子又極易被鈣、鎂、銅、銀, 稀土元素或貴金屬離子等置換。不同陽(yáng)離子的置換對(duì)沸石晶體結(jié)構(gòu)基本不產(chǎn)生影響, 但對(duì)其交換性能、吸咐性能催化性能等卻影響很大。沸石晶體內(nèi)部存在著大量的排列有序且大小均勻的開(kāi)放式孔穴和通道(其孔徑分別為0.6-0.5n m 和0.3一1n m ) , 在正常狀態(tài)下“沸石水”分子填充于其中。

但因沸石水未進(jìn)人結(jié)晶體的格架中, 所以當(dāng)外界條件改變時(shí)“沸石水”便可較自由的排出或重新吸人。正是由于沸石晶體結(jié)構(gòu)的這種特殊性, 才使得沸石具有良好有吸咐性、離子交換性, 催化性及載體功能等, 這也正是天然沸石之所以在諸多領(lǐng)域中得以應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而, 由于天然沸石(巖) 自身存在的一定缺陷和不足, 尚且不能滿(mǎn)足某些領(lǐng)域的功能性要求, 于是對(duì)天然沸石改性改型技術(shù)的發(fā)展, 便成為一種必然趨勢(shì)。