礦物簡(jiǎn)介
沸石是一族具架狀結構的多孔性含水硅酸鹽礦物的總稱(chēng)，包括30多種含沸石水的鈣、鈉、鋇、鉀的鋁硅酸鹽礦物，其化學(xué)通式為：
x[(M+，M2+1/2) AlO2]·y(SiO2)·zH2O
式中M+和M2+代表堿金屬和堿土金屬離子。由此看出，沸石的化學(xué)成分實(shí)際上是由SiO2、Al2O3、H2O和堿或堿土金屬離子四部分組成。在不同的沸石礦物中，硅和鋁的比值(y/x)不一樣。根據硅鋁比值的不同，沸石族礦物可劃分為高硅沸石(SiO2/ Al2O3>8)、中硅沸石(SiO2/ Al2O3=4～8)和低硅沸石(SiO2/ Al2O3<4)。
我國沸石資源豐富，主要分布于中生代火山活動(dòng)區，賦存于侏羅系、自堊系地層中。
我國已開(kāi)發(fā)的主要沸石礦床有：浙江縉云老虎頭、天井山混合型沸石巖礦床；河北赤城獨石口斜發(fā)沸石巖礦床；河北圍場(chǎng)鹿圈斜發(fā)沸石巖礦床；山東濰縣涌泉莊絲光沸石、斜發(fā)沸石巖礦床；山東萊陽(yáng)白藤口絲光沸石巖礦床；山東萊西斜發(fā)沸石、絲光沸石巖礦床；河南信陽(yáng)上天梯斜發(fā)沸石巖礦床：黑龍江海林斜發(fā)沸石巖礦床；黑龍江嫩江大石砬子斜發(fā)沸石巖礦床；遼寧彰武羅鍋溝絲光沸石巖礦床；吉林九臺銀礦山混合型沸石巖礦床；遼寧北票斜發(fā)沸石巖礦床；內蒙古呼和浩特郊區陶卜齊絲光沸石巖礦床。
性質(zhì)結構
沸石的密度為1.92～2.80g/cm3，莫氏硬度5～5.5，無(wú)色，有時(shí)為肉紅色和其他淺色。
沸石的化學(xué)組成十分復雜，因種類(lèi)不同有很大差異。一般化學(xué)式為AmBpO2p·nH2O，結構式為Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽(yáng)離子；B為Al和Si；q為陽(yáng)離子電價(jià)；m為陽(yáng)離子數；n為水分子數；x為Al原子數；y為Si原子數；y/x通常在1～5之間；(x+y)是單位晶胞中四面體的個(gè)數。例如，斜發(fā)沸石的化學(xué)式為：(Na,K,Ca)2～3[Al3(Al,Si)2Si13O36]·12H2O，絲光沸石的化學(xué)式為：Na2Ca[AlSi5O12]4·12H2O。
沸市石的結構一般由三維硅（鋁）氧格架組成，硅（鋁）氧四面體是沸石骨架中最基本的結構單元，四面體中每個(gè)硅（或鋁）原子周?chē)兴膫€(gè)氧原子形成四面體配位。硅氧四面體中的硅可被鋁原子置換而構成鋁氧四面體，為了補償電荷的不平衡，一般由堿金屬或堿土金屬離子來(lái)補償，如Na、Ca及Sr 、K、Ba、Mg等金屬離子。沸石的結構水和一般結構水（OH）不同，由于其作為水分子存在，故沸石水在特定溫度下加熱、脫水后結構不破壞，原水分子的位置仍留有空隙，形成海綿晶格一樣的結構，具有將水分子和氣體再吸入空隙的特性。
在沸石的種屬中，以絲光沸石和斜發(fā)沸石工業(yè)意義最大。
沸石的晶體結構由[SiO4]或[AlO4]（Al置換Si形成）四面體單元共角頂連接成的空間網(wǎng)絡(luò )所構成，具有微孔孔道，為了平衡因Al置換Si出現的電荷不平衡，其孔道中需填充金屬陽(yáng)離子，并且這些陽(yáng)離子往往具有可交換性。
沸石的獨特結構使其具有獨特的物化特性，主要有離子交換性、吸附分離性（如選擇性吸附性能）、催化性（可作催化劑及催化劑載體）、化學(xué)穩定性（天然沸石具有良好的熱穩定性、耐酸性）、可逆的脫水性、電導性等。另外，沸石還有一種包膠氣體的特性，即溫度升高時(shí)沸石空腔變大而進(jìn)入分子，冷卻時(shí)進(jìn)入的分子被截留，截留的組分以很高的密度長(cháng)期保存，直到加熱釋放。
工業(yè)要求
主要以K+或NH4+的交換能力，確定沸石礦物在礦石中的含量。
(一)邊界指標(相當于邊界品位)
K+交換量>10mg／g±，或NH4+交換量>100mL／100g±(相當沸石總量的40%±)；
(二)工業(yè)指標(相當于最低工業(yè)品位)
K+交換量>13mg／g±，或NH4+交換量>130mL／100g(相當沸石總量的55%±)
K+交換量<13mg／g，但NH4+交換量>130mL／100g的礦石，另外圈出，單獨計算儲量，但應盡可能確定沸石礦物的種屬；
礦石中K+交換量為l0～13mg／g、NH4+交換量為100～130 mL／100g±者，所計儲量列為表外；
礦床最低可采厚度為2m，夾石剔除厚度大于或等于lm。
用途作用
由于沸石具有獨特的內部結構和物理化學(xué)特性，在石油化工、輕工、環(huán)保、建材、農牧業(yè)等得到了廣泛應用。表2所列為其主要應用領(lǐng)域和用途。
沸石具有離子交換性和吸附性，因而被廣泛應用于農業(yè)、石油化工、環(huán)境保護、海水提鉀、水處理、高分子化工、水泥、食品、造紙、電子以及建材工業(yè)等方面。其中在建材方面，沸石主要在水泥中作活性混合料和在混凝土中作摻合料，起到降低水泥用量、發(fā)揮和改善各種功能的作用。利用沸石的離子交換性和吸附選擇性，將具有抗菌功能的納米尺度單元物質(zhì)在沸石的微孔孔道和空隙中進(jìn)行組裝復合，可制備空氣凈化功能材料。
表2 沸石的主要用途
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應用領(lǐng)域
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主要用途
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建材
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水泥摻合料、輕骨料、輕質(zhì)高強硅鈣板、輕質(zhì)陶瓷制品、輕質(zhì)建材砌塊、建筑灰膏、建筑石料、無(wú)機發(fā)泡材料、多孔混凝土、混凝土固化劑等
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化工
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干燥劑、吸附分離劑、分子篩（對氣體、液體進(jìn)行分離、凈化和提純）、石油的催化、裂化和催化劑載體等
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環(huán)保
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廢水、廢氣和放射性廢物的處理，除去或回收重金屬離子，除氟改良土壤，硬水軟化，海水淡化，海水提鉀等
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農牧業(yè)
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土壤改良劑（保持肥效）、農藥和化肥的載體和緩釋劑、飼料添加劑等
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其他
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造紙、塑料、涂料等的無(wú)機填料
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各用途對沸石產(chǎn)品的質(zhì)量要求包括：沸石的種類(lèi)、礦物組成、化學(xué)組成、孔徑和孔體積、比表面積、離子交換能力、熱穩定性、耐酸性、吸附性能、白度等。但由于沸石品種繁多，到目前為止國家及有關(guān)部門(mén)尚未制定統一的天然沸石產(chǎn)品標準。對天然沸石的質(zhì)量要求因用途而異，其主要幾項工業(yè)要求如下：
目前用于水泥及混凝土，一般以斜發(fā)沸石、絲光沸石等高硅沸石為主，沸石含量要求大于40%。其它工業(yè)用途一般要求沸石含量50～70%以上。國外將含量低于60%的定為低品位沸石礦。
沸石種類(lèi)不同，對SO2和CO2等分子的吸附能力不同。如X型分子篩，雖然吸附量大，但耐酸性差；合成絲光沸石雖耐酸性好，但對SO2的吸附性??；天然絲光沸石耐酸、耐高溫，適于酸性介質(zhì)中使用，對SO2和CO2等有較高的吸附能力?？N云絲光沸石對SO2的飽和吸附量為200mg/g，對CO2的飽和吸附量為81.3mg/g。
對化學(xué)成分的要求主要是SiO2和Al2O3等，因SiO2和Al2O3的含量及比值直接影響沸石的離子交換能力和物理性質(zhì)。
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