Цеолиты

Цеолиты (кипящий камень)  - группа минералов вулканическо-осадочного происхождения, каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов.

Особенностью их структуры является их пористое внутреннее строение.

Цеолиты - минералы с  порами молекулярного размера (4 ангстрем), которые, подобно губке, способны вбирать и прочно удерживать самые различные загрязнения и являются хорошими сорбентами для многих органических и неорганических веществ.

Применение цеолитов.

Высокие сорбционные, ионообменные молекулярно - ситовые, каталитические свойства позволяют использовать их в различных сферах деятельности человека.

В очистке воды природный цеолит применяется в качестве фильтрующей загрузки на водоочистных станциях. Обладает сорбирующими свойствами практически ко всем металлам. Имеются положительные заключения Мосводоканала, НИИ Коммунального хозяйства г. Санкт-Петербурга. В связи введением новых требований к очищенной воде (в частности по содержанию стронция) это направление применения цеолита приобретает актуальность. Сорбционная ёмкость цеолитсодержащей породы по иону стронция в динамических условиях достигает 0.66 мг-экв/г. При прочих равных условиях цеолитовая загрузка на водоочистных станциях имеет меньший объём по сравнению с другими загрузками.

В промышленности большая сорбционная ёмкость природных цеолитов при введении их в состав минеральных удобрений позволяет сохранить удобрения постоянно сухими и предотвратить их слеживаемость.

При введении природных цеолитов в состав удобрений увеличивается прочность гранул удобрений на 35 — 60 %.

Применение природных цеолитов позволяет исключить из технологии производства удобрений органических антислеживателей, таких как диспергатор НФ для аммиачной селитры и нитроаммофоски и карбамид-формальдегидной смолы для карбамида Высокая ионообменная способность цеолитов способствует переходу в удобрения жизненно важных для растений макро- и микроэлементов (калий, кальций, кремний, алюминий, магний, медь, железо и др.).

Адсорбирующие свойства цеолита используются для очистки газовых выбросов. Особенно эффективно использование цеолита для очистки выбросов от двуокиси серы и аммиака на химических производствах (поглощение двуокиси серы составляет не менее 15%). Согласно исследованиям американской корпорации “Юнион Карбайд” применение природных цеолитов для этих целей выгодно и с экономической точки зрения.

Благодаря своим хорошим свойствам по сорбции воды, цеолит успешно применяется в системах осушки воздуха от паров воды на промышленных предприятиях (установки осушки воздуха типа УОВ - 100).

В производстве бетона уникальные свойства цеолита, его высокая пуццолановая активность определили возможность его применения в качестве активной минеральной добавки в производстве долговечных, морозо-, влаго-, кислото-, сульфатостойких, высокопрочных бетонов. Такие бетоны применяются при строительстве гидротехнических сооружений, а также мостов, эстакад, портовых сооружений. Было установлено, что введение добавок цеолита 10…15% позволяет сократить расход цемента и использовать вяжущее оптимального соотношения в строительных растворах и тяжелых бетонах класса В 15…В10.  Введение цеолита в бетон позволяет повысить марку бетона до 750-800 и показателя водонепроницаемости до W 14-20.

Физико-химические свойства цеолитов

Минеральный состав

Клиноптилолит       20 – 45 %

Опал-кристобалит   28 – 37 %

Монтмориллонит     20 – 30 %

Кальцит                  10 – 21 %

Кварц                      5 – 11 %

Химический состав :

SiO₂     58,11 – 69,39 %

Al₂O₃   5,80 – 6,44 %

CaO     12,6 – 14,95 %

K₂O     1,16 – 1,9 %

Fe₂O₃   1,21 – 2,1 %

MgO    1,77 – 2,0 %

Na₂O   0,03 – 0,27 %

TiO₂    0,26 – 0,34 %

MnO   0,0 – 0,01%

P₂O₅    0,08 – 0,49%

SiO₂  (аморф.) 23,39 – 31,64%

Соотношение  Si/Al  10,01-10,74