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| 我國天然沸石的開(kāi)發(fā)利用現狀 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-08-14 10:37:44 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）沸石自1956年由瑞典礦物學(xué)家克郎斯特德在玄武巖中發(fā)現以來(lái)，至今已有二百多年的歷史了。在此期間，沸石的開(kāi)采、提純、改性、增白、加工、應用、新礦物的發(fā)現等方面都有很大的發(fā)展，已成為重要的非金屬礦產(chǎn)之一。
一、開(kāi)發(fā)現狀
我國自1972年首先在浙江縉云發(fā)現了有工業(yè)價(jià)值的沸石以來(lái)，至今已有26年的歷史。 26年來(lái) ，人們從不認識到認識，相繼在24個(gè)省、自治區發(fā)現沸石礦(點(diǎn))370多處，并有30多個(gè)礦 床進(jìn)行過(guò)正規的地質(zhì)工作，獲得可供開(kāi)采的地質(zhì)儲量955億t，遠景儲量30～40億t。
我國第一個(gè)沸石開(kāi)采企業(yè)建于1976年?，F在全國有沸石開(kāi)采、加工企業(yè)上百家，年產(chǎn)沸石32 5萬(wàn)t以上，其中位居榜首的是河北省圍場(chǎng)沸石公司，年產(chǎn)規模70多萬(wàn)t。其次是浙江縉云東方沸石礦，年產(chǎn)規模為40萬(wàn)T。年產(chǎn)規模在20～24萬(wàn)t的有遼寧北票、山東萊西、吉林九臺和黑龍江省的海林。年產(chǎn)10萬(wàn)t的有河北赤城、隆化。其他各礦產(chǎn)量較少。全國年產(chǎn)在30萬(wàn)t以 上省份有河北、山東、內蒙、遼寧、吉林、黑龍江、浙江和河南等8省，其中河北省年產(chǎn)90 萬(wàn)t以上，浙江年產(chǎn)40萬(wàn)t以上。
二、 資源特點(diǎn)
全國儲量上億t的沸石礦有6個(gè)，分別分布在黑龍江、遼寧、河北、內蒙、浙江和海南，都集中在我國 東部，經(jīng)濟比較發(fā)達地區，而中西部地區，至今還沒(méi)發(fā)現儲量上億t的大礦。我國的沸石礦絕大部分沸石類(lèi)型為斜發(fā)沸石，少部分為絲光沸石，部分為以斜發(fā)沸石為主，絲光沸石為次 。此外，海南省金牛嶺發(fā)現有鈣十字沸石、菱沸石；四川大邑發(fā)現有方沸石；西藏日喀則發(fā) 現有濁沸石；江蘇漂陽(yáng)發(fā)現有片沸石；廣西資源車(chē)田發(fā)現有輝沸石。礦石中沸石的含量絕 大部分為50%左右，按國外劃分標準，60%以上為高品位，60%以下為低品位，我國絕大部分 沸石屬于低品位，少部分屬于高品位，見(jiàn)表1。
表1我國各省的沸石品位概況
| 省份 |
一般品位（%） |
最高品位（%） |
省份 |
一般品位（%） |
最高品位（%） |
| 黑龍江 |
60 |
75～80 |
浙江 |
40～60 |
70~80 |
| 吉林 |
50 |
70～80 |
安徽 |
40～70 |
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| 遼寧 |
30～50 |
60～70 |
山西 |
57 |
|
| 河北 |
50 |
73～85 |
山東 |
45.25 |
65.4 |
| 河南 |
50～60 |
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新疆 |
42～50 |
78 |
| 內蒙 |
48.52 |
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海南 |
15～30 |
50 |
| 江蘇 |
40～60 |
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云南 |
40～50 |
60 |
| 福建 |
20～43 |
50～60 |
四川 |
60 |
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| 廣西 |
23～61 |
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西藏 |
80 |
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| 廣東 |
60.78 |
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青海 |
50 |
73 |
三、應用結構
3.1 水泥混合材料
我國沸石作為商品投放市場(chǎng)是1978年，第一個(gè)產(chǎn)品是水泥混合材，用戶(hù)有400多個(gè)水泥廠(chǎng)，占全國7000多個(gè)水泥廠(chǎng)的5.7%，年用量達300多萬(wàn)t，約占應用結構的88%，對改善水泥的安定性，提高產(chǎn)量，降低能耗，增加經(jīng)濟效益，緩解高爐水渣供需矛盾都有積極作用。 我國小水泥立窯的產(chǎn)量占全國水泥產(chǎn)量的85%，它最大的問(wèn)題是安定性不好，而摻入沸石后，這個(gè)問(wèn)題便迎刃而解。
3.2 飼料添加劑
投放市場(chǎng)的第二個(gè)產(chǎn)品是飼料添加劑，年用量約30萬(wàn)t，占應用結構的10%左右。對節約糧食，發(fā)展養殖業(yè)，豐富“菜藍子”降低飼養成本，起了重要作用。
3.3 催化劑
投放市場(chǎng)的第三類(lèi)產(chǎn)品是科技含量高，國際上尚未見(jiàn)報道，更無(wú)應用實(shí)例的BMZ-1 型、NZP-4型含雜原子有機廢氣焚燒催化劑以及TFJF型催化劑、ZD—Ⅰ型凈化劑、ZD—Ⅱ型 凈化劑、JMT型干燥劑、NZP-Ⅰ型催化劑等。這幾個(gè)產(chǎn)品沸石用量不多，但質(zhì)量要求很高， 售價(jià)貴，效益好，這是我國天然沸石在開(kāi)發(fā)利用上的重大突破。
(1)BMZ—1型廢氣焚燒催化劑 以天然沸石小球為載體，以鐵、銅、錳等氧化物為主要活性組分，經(jīng)一定工藝過(guò)程制備而成，它對DMF(N-二甲基酰胺)、正丁胺等含氨有機物的氧化， 其活性和控制NOX能力均較高，且起燃溫度低。
(2)NZP-4型廢氣焚燒催化劑 以改性天然絲光沸石小球為載體，以貴金屬Pd為主要活性組分，以少量Pt為輔助組分，經(jīng)過(guò)離子交換、吸附、還原、熱處理等工藝過(guò)程制作而成，對甲苯 (TOL)、甲乙酮(MEK)、二甲苯等烴類(lèi)及含氧衍生物具較高的氧化活性。
由上述兩個(gè)產(chǎn)品組成雙層串連反應裝置，用于處理DMF、甲苯、甲乙酮的蒸氣及其混合蒸氣 ，具有良好的催化活性，完全轉化溫度低(260～300℃)，有機凈化率＞98%，控ＮＯ２率 ＞90%，凈化效果好。這兩個(gè)產(chǎn)品，由杭州大學(xué)研制，屬?lài)鴥仁讋?chuàng )，國外無(wú)應用實(shí)例。
(3)TFJF型廢氣焚燒催化劑 以堇青石陶瓷蜂窩體為基體，以特粘料將天然沸石附著(zhù)其上用 作載體，以過(guò)渡金屬氧化物和稀土氧化物為助催化劑制成的鉑、鈀協(xié)同型有機廢氣焚燒催化劑，已投入工業(yè)化生產(chǎn)，并占領(lǐng)了國內市場(chǎng)。國內外的用戶(hù)使用后認為，該產(chǎn)品對漆 包線(xiàn)烘爐排氣和其它產(chǎn)業(yè)排氣的凈化處理，具有引燃溫度低，凈化率高，使用期長(cháng)，強度好 ，填裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
(4)ZD—I型凈化劑 本產(chǎn)品是浙江化工研究所利用浙江縉云絲光沸石制成的新產(chǎn)品。主要用 于凈化氯鉀烷，并同時(shí)吸附氯甲烷中的水分、氯化氫、甲醇、醛類(lèi)等雜質(zhì)，達到深度純化的 目的。經(jīng)生產(chǎn)廠(chǎng)使用，不僅提高了產(chǎn)量，還節省了大量氯鉀烷，防止了環(huán)境污染。
(5)ZD—Ⅱ型凈化劑 本產(chǎn)品是浙江化工研究所利用改性的沸石研制的新產(chǎn)品。主要用于凈 化氯乙烷，效果非常好，可使水分、氯化氫的含量降到30ｐｐｍ以下，乙醇降到35ｐｐｍ以 下。用此經(jīng)過(guò)凈化的氯乙烷生產(chǎn)的WTZK—02型蒸氣式壓力表，質(zhì)量明顯提高，合格率大幅上 升，一次性合格率由50%提高到90%以上，經(jīng)濟效益顯著(zhù)?，F已配套用在出口變壓器上。
(6)JMT型干燥劑 本產(chǎn)品由縉云沸石化工廠(chǎng)生產(chǎn)，主要用于一些化工產(chǎn)品的脫水深度干燥。 它可以使產(chǎn)品的含水量降到10ｐｐｍ以下，比目前各化工企業(yè)普遍使用的合成沸石和硅膠，價(jià)格便宜50～70%，而且具有干燥效果好，耗電少，壽命長(cháng)，費用低等諸多優(yōu)點(diǎn)。上海電化 廠(chǎng)等單位使用本產(chǎn)品后，取得了明顯的經(jīng)濟效益。
(7)NZP－Ⅰ型催化劑 本產(chǎn)品由杭州大學(xué)研制。它是以經(jīng)離子交換改型處理 的縉云天然絲光 沸石為載體，采用交換與浸漬相結合的工藝，將助催化劑NｉＯ、MｎＯ2與Pｔ載于沸石上 而制成的。主要用于凈化有機廢氣。全國有8個(gè)省、市200多家工廠(chǎng)使用，不僅解決了工廠(chǎng)污 染的問(wèn)題，還節省大量電力和白金。據測算，每用1ｍ３NZP－Ⅰ型催化劑，可增收節支3 1萬(wàn)元，節電144萬(wàn)度以上。本產(chǎn)品自投產(chǎn)以來(lái)，已取得可觀(guān)的經(jīng)濟效益。
(8)氟利昂－12(F－１２)的深度干燥劑 F－12是我國目前應用最廣的氟利昂致冷劑，廣泛地用于 中小型制冷裝置中，如冰箱、空調機、去濕機、小冷庫等，還在香料、醫學(xué)、塑料等工業(yè)中 作氣霧劑、噴射劑和發(fā)泡劑。用于制冷，如果F－12進(jìn)行深度干燥，可以使F－12的水份含 量降至10ｐｐｍ，達到日本1980年JIS標準的水份要求。此產(chǎn)品經(jīng)在300Ｔ／ａ裝置上運轉一 年的應用試驗，證明對F－12液相脫水具有較高的吸附深度和吸附容量，與冷凍法脫水相比 ，節電95～97%。此產(chǎn)品和應用技術(shù)，已通過(guò)專(zhuān)家鑒定。德國用沸石制冷的技術(shù)1996年已投入商用階段。德國鐵路公司運營(yíng)的城際高速列車(chē)，41個(gè)餐車(chē)上都安裝有沸石制冷設備。
3.4 其它產(chǎn)品
以天然沸石為原料開(kāi)發(fā)的主要產(chǎn)品還有以下幾種：
(1)填料 用沸石作造紙填料，不僅價(jià)格低廉，還由于沸石具有離子交換性 能及分子篩效應， 因而在造紙過(guò)程中有凈化有害化學(xué)品的功效。用沸石作造紙填料，在黑龍江、浙江、廣西、 河 南都獲得成功。但從各地生產(chǎn)的情況來(lái)看，沸石品位對產(chǎn)品影響較大，黑龍江的沸石，留著(zhù) 率比滑石粉高10%，而河南的沸石只高2～3%。沸石填料還用于塑料、橡膠、人造革等。
(2)洗滌劑 用天然沸石代替三聚磷酸鈉作洗衣粉目前只限于浙江萬(wàn)里化工 廠(chǎng)生產(chǎn)了一 部分產(chǎn)品，其性能優(yōu)于六和塔牌洗衣粉。北京科技大學(xué)利用河北的斜發(fā)沸石，經(jīng)提純、改 性 、增白等工藝，獲得了質(zhì)量比較好，可以作洗滌劑助劑的4A沸石，展示了良好的開(kāi)發(fā)前景。
(3)長(cháng)效碳銨 我國獨創(chuàng )的碳銨是一種肥效很好的速效肥，但多年連續施 用，則肥效銳減 ，但如果配入部分沸石作固氮劑，使其變成長(cháng)效碳銨，則可顯著(zhù)提高氮的利用率，增加作物 產(chǎn)量，并且在存放期不結塊、少揮發(fā)。作者的試驗證明，存放3年不結塊，肥效仍很好。目 前云南、吉林、黑龍江、內蒙的一些化肥廠(chǎng)都在組織生產(chǎn)。日本的大部分化肥都摻有10%的 沸石。
(4)沸石輕質(zhì)磚 這是我國近幾年剛剛開(kāi)發(fā)的一個(gè)新產(chǎn)品。由于沸石的密度 只有1.7～2.2T /m3，因此用其燒出來(lái)的磚比粘土磚輕30%，而抗壓強度比粘土磚高30～50，所以是一種非 常好的新型墻體材料。用其燒制的輕質(zhì)磚，最低容量可以到450～550kg/m3，而抗壓強度 仍可達到3.9～4.9MPa。目前已在浙江、云南等省大量生產(chǎn)。
(5)沸石輕骨料和沸石陶粒 我國絕大部分沸石呈致密塊度，f=4～8，個(gè)別的達到16。風(fēng)干抗壓強度12～25.8MPa，吉林九臺達到93.4MPa，因此，經(jīng)熱加工便可制得質(zhì)量?jì)?yōu)良的輕骨料。用河北獨石口沸石含量50～70%的沸石，浙江縉云 沸石含量40～60%的沸石；遼寧彰武沸石含量70%的沸石，都可以燒出堆積密度小于600kg/m3的沸石陶粒。 還有許多其它產(chǎn)品，限于篇幅免述。
四、結論
我國1972年開(kāi)始認識并發(fā)現沸石，1978年開(kāi)始用于作水泥混合材，隨后即用于作飼料 添加劑 、精細化工、輕工產(chǎn)呂、墻體材料、土壤改良、環(huán)境保護等?，F在年產(chǎn)量已達達325萬(wàn)T以上 ，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益.我國目前對沸石的開(kāi)發(fā)利用還處于發(fā)展中的初級階段，具體表現是：低產(chǎn)值的水泥混合材占 的比重很大，高產(chǎn)值的產(chǎn)品所占比例太少。
當前在沸石的開(kāi)發(fā)利用上需要注意的問(wèn)題是：一是要注意在我國中西部尋找大的沸石礦；二 是要保護性開(kāi)采絲光沸石，決不能用其作水泥混合材和其它低產(chǎn)值產(chǎn)品；三是國家加大環(huán)保力度，應開(kāi)發(fā)、推廣沸石在三廢利用中的產(chǎn)品，充分發(fā)揮沸石作為“衛生石”的獨特作用； 四是加強對低品位沸石提純、改性和利用的研究，特別是海南省牛嶺的沸石，儲量7.2億T ，但品位只有15～30%，五是研究斜發(fā)沸石、絲光沸石以外其它沸石的工業(yè)利用。
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