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天然沸石滤料

沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异,因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硬水软化等[1]。目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述，介绍了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、放射性物质等方面的应用。

沸石简介

1、沸石是沸石族矿物的总称。它是具有特殊构造和性能的一经组架状硅酸盐。在沸石构造中，硅氧骨干中的空隙彼此相通，形成了孔道。参加晶格的阳离子位于孔道中，在一定的外界条件下可以进行交换。水份子沿孔道进入晶格，与阳离子形成水合离子。在加热和干燥气候中，水分子又可沿孔道离开晶格，晶格并不因而破坏。沸石晶体受到的灼热，孔道中的水急速气化排除，状似沸腾，沸石即由此得名。

2、沸石的种类。我国天然沸石发现，重要的有钙沸石，片沸石、方沸石、菱沸石、丝光沸石、斜发沸石、毛沸石、镁碱沸石、钠沸石等品钟，但品位都不很高。高品位的钠沸石（Na2[A12Si3O10]2H20）菱沸石只在我国西部地区的贵州省湄潭县发现。经中科院地化所测试，其质量极好，而且纯度很高，纯度最高达99%，矿物结晶粗大，最大的晶体长达10厘米以上，垂脉壁方向成束状。片状、板状、板柱状、嗾射状、集体体排列，水解性能好。钠沸石呈黑色状，黑度达89.5度，半透明，玻璃光泽或比绢光泽，解理（010）发育完全，性脆、质优、实属罕见。贵州省地矿厅和遵义市地矿局勘探查明的钠沸石，菱沸石的储量为2000万吨，可开采100年以上。受到中外客商的青睐，具有地方特色，极具开采价值，而且都是露天开采。

沸石的由来：

1765年瑞典矿物学家Cronstedt在冰岛玄武岩杏仁状空隙内，首先发现一种白色透明的矿物，因其加热时出现发泡沸腾现象，便以希腊文命名为zeolite，意为沸腾的石头[2]。关于沸石的定义存在着一个演变的过程，直至1997年，国际矿物学协会（IMA）新矿物及矿物命名委员会（CNMMN）沸石专业委员会(IZA)采纳了由D.S.Coombs等18名成员署名发表的有关沸石类矿物命名的建议，将沸石矿物定义为一类结晶物质，其结构以四面体连接形成的格架为特征，四面体由4个氧原子围绕一个阳离子组成

沸石的主要化学成份和物理特性

1、天然沸石形成于低温、强碱的环境，化学成分主要由SiO2（硅），AL2O3（铝），H2O（氢）和碱、碱性金属、离子四部分组成，而且还含有K2O（钾），CaO（钙）、Fe2O3（铁）、Na2O（钠）、mgo（镁）、Tio2（钛）、mno（锰）、P2O5（磷）和丰富的有机质。硬度3-4，比重2：2。

2、贵州省地矿局106地质队对湄潭县钠沸石矿化学分析结果含量（%）为：A1203（铝）10.94Si02（硅）56.46，Fe203（铁）4.65K20（钾）3.24，Na20（钠）0.07，Ca0（钙）5.47，Mgo（镁）2.58，Tio2（钛）0.65，MnO（锰）P205(磷)1.89。贵阳地化所对湄潭县钠沸石矿化学分析结果含量（%）为：：A1203（铝）9.08Si02（硅）56.28，Fe203（铁）2.53、K20（钾）4.01，Na20（钠）0.094，Ca0（钙）3.26，Mgo（镁）12.11，Tio2（钛）0.50，MnO（锰）0.009，P205(磷)2.91，H20（氢）3.74，有机质6.12。中科院地球化学研究所资源环境测试分析中心1998年11月6日对湄潭县钠沸石矿分析结果（%）为：：A1203（铝）9.08Si02（硅）56.28，Fe203（铁）2.53、K20（钾）4.01，Na20（钠）0.0094，Ca0（钙）5.47，Mgo（镁）12.11，Tio2（钛）0.50，MnO（锰）0.009，P205(磷)2.91，H20（氢）3.74，有机质6.12。地矿部浙江中心实验室1999年6月24日对贵州省湄潭县钠沸厂矿分析测试结果（%）为：mm01.g-1（吸氨量）0.156，mg.g-1（吸钾量）4.890。遵义地区（市）矿产品质量监督检验站1999年4月24日对湄潭县钠沸石矿检验分析结果三个样品分析结果（%）为：P2O5（磷）分别是2.07、1.32和0.90；K2O（钾）分别是：3.23、3.59和3.27。

4、天然沸石的结构具有阳离子交换性和交换的选择性；汲附性和筛分性；反应性和稳定性等独特的性能，而且还具有良好的热稳定性，耐酸性，可脱水性，导电性，化学反应的催化、裂化性，耐幅射性和低堆密度，多孔性等特性，因而应用领域十分广泛，极具科技开发价值。

5、利用天然沸石的吸附活性，吸附缓释性和阳离子交换性，沸石用于农业、畜牧业领域，制作肥料及作为肥料载体，饲料添加剂及载体，农药载体，土壤改良剂，保水剂，家畜污水处理，尾气净化，效果十分显著。

沸石在农业上的应用：

1、天然佛石含有丰富的氮、磷、钾有机质及矿化微量元素与超微量元素和有机活性物质，通过释放、转化、交换、置换活性酶，直接对农作物、植物与土壤提供全面直接和间接的养分，能提高保水、保肥能力；能帮助禾苗吸收、传递、储藏土壤中的有机肥及帮助禾苗吸收空气中的自然氮肥，给土壤分解更多的矿物质营养成分，既有利于土壤循环体系良性化，又能满足农作物、植物生长过程中的营养需要，确有增加农作物产量和提高产品品质的作用。

2、天然佛石作为农作物、植物基肥施用，以其优越的活性和离子交换性可以充分增加、补充土壤中的有机质含量，增强土地肥力，充分补偿、协调土壤中业已被破坏的营养平衡，参与土壤营养平衡体系及缓冲体系的调节，将土壤中的矿物营养物质进行有的释放吸收，防止矿物离子的沉结和淋洗；有效根除无机肥的大量施用带来的灾难，增加作物产量，提高产品品质和商品价值，使有限土地资源获得高产、稳产的优良品种，长期保持土壤中的良好活性，从而达到农业生产的可持续发展。

3、天然佛石可以作为有机活性土壤改良剂，减少土壤的沉积结构，清除土壤垃圾；用于退耕还林、还草，植树造林、城市园林绿化、沙化、石化土地的改良，板结土壤的疏松、盐碱地的治碱改土、中低产田、重茬地的改造功效卓著，是水土保持、生态环境建设的好帮手。

4、天然佛石主要优势在于其良好的离子交换性和交换选择性，用于改良土壤或作为肥料包衣，既能疏松土壤，又能提高肥料利用率的效果，具能防病、抗逆、抗涝、抗寒、抗干热风、抗倒伏、防早衰、防治植物病虫害，调节重茬连作，保持土地肥力，增加经济效益的独特功效。

5.沸石粉白蚁，壁虱、蚜虫等害虫的功效。其原因是沸石粉微粒被牢牢沾在白蚁、壁虱、蚜虫身体的表面，阻止了它们的呼吸，使其无法排除体内的二氧化碳，导致窒息死亡。具有

6.天然沸石用于农业生产，可分解土训中的沉结物，清除土壤垃圾，减少环境污染；具有降解残留农药毒性的作用。作为肥料施用，可促进植物根系生产，增强抗逆能力，促进植物光合作用，促进生产发育、开花结果，提高成熟，改善产品品质，必将推动我国农业经济的现代化进程。