Zeolitok

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. március 16-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A zeolitok  összetételükben és tulajdonságaiban hasonló ásványi anyagok nagy csoportját alkotják , a vizes kalcium- és nátrium-alumínium- szilikátok a váz- szilikátok alosztályából, üveges vagy gyöngyházfényűek , és amelyek arról ismertek, hogy a hőmérséklettől és a páratartalomtól függően képesek vizet adni és felszívni. A zeolitok másik fontos tulajdonsága az ioncsere képessége  - képesek szelektíven felszabadítani és újra felszívni különféle anyagokat, valamint kationokat cserélni . A zeolitok természetesek és szintetikusak.

A zeolitcsoport leggyakoribb képviselői a natrolit , chabazit , heulandit , stilbit (dezmin), mordenit , tomzonit , lomontit , klinoptilolit . [egy]

Tulajdonságok

A természetes és mesterséges zeolitok kristályszerkezetét a SiO 2/4 és AlO 2/4 tetraédercsoportok alkotják , amelyeket közös csúcsok egyesítenek egy háromdimenziós keretté, amelyeket 2-15 angström méretű üregek és csatornák (ablakok) hatolnak át . Az [AlSi]O 4 -zeolitok nyitott keret-üreges szerkezete negatív töltésű, amelyet ellenionok (fémkationok, ammónium- , alkil- ammónium- és egyéb, az ioncserélő mechanizmus által bevitt ionok) és könnyen dehidratálódó vízmolekulák kompenzálnak.

A zeolitok következő tulajdonságait különböztetjük meg, amelyek miatt széles körben használják őket:

Minden zeolittípust egy bizonyos ablakméret jellemez, így más anyagok molekuláit a zeolitok abszorbeálják és (szűrés közben) szelektíven továbbítják. Ezt a jelenséget molekulaszita effektusnak nevezik .

A zeolitok típusai

Eredetük szerint a zeolitok két nagy csoportra oszthatók:

Mikroszkóposan ( habitus szerint ) jelölje ki:

A zeolitok kristályszerkezete alapján további osztályozásuk lehetséges.

Eredet

Eredetük szerint a zeolitok hidrotermikus, exogén , ritkábban metamorf ásványok. Megtalálható a vulkáni eredetű kőzetek amygdulusaiban , homokkőben , arkózokban és szürkehályogokban ; gneiszek és kristályos palák repedéseiben és üregeiben . A lelőhelyek jelentéktelen mennyiségben, de számosak és az egész világon ismertek.

Meglehetősen széles körben elterjedtek, főként az alacsony hőmérsékletű hidrotermális erekben , valamint az effúziós kőzetek amygdulusaiban és repedéseiben , ahol utóvulkáni folyamatok termékeként keletkeznek.

A zeolitokat mesterségesen is nyerik.

Zeolit ​​lerakódások

A természetes zeolitok fő feltárt készletei Európában, Oroszországban, Japánban és az USA-ban koncentrálódnak. A természetes zeolitok bizonyított készletei a FÁK-országokban körülbelül 1,6 milliárd tonna.

A FÁK-országok fejlesztési lelőhelyei közül a legnagyobb és legcélravezetőbb a Szokirnickoje (Ukrajna), Tedzamskoye és Dzegvskoye (Grúzia), Aydagskoye (Azerbajdzsán), Noyemberyanskoye (Örményország), Tayzhuzgenskoye és Chankanayskoye (Kazahisztán), régió), Tatarskoye-Shatrashanskoye (Tatár Köztársaság), Pegasskoye (Kemerovo régió), Sakhapta és Pashenskoye (Krasznojarszk terület), Kholinskoye, Shivyrtuyskoye és Badinskoye (Chita régió), Honguruu (Szakha Köztársaság), Kulikovszkoje (Amur és Vangin régió) , Raddenszkoje (Zsidó Autonóm Terület), Csuguevszkoje (Primorszkij terület), Szeredocsnoje (Habarovszki Terület), Lutogszkoje és Csehovszkoje (Szahalin terület), Pastbisnoe (Csukotkai Autonóm Terület) és Jagodnyinszkoje (Kamcsatka).

Ezen betétek összes feltárt készlete a FÁK-országok összes készletének több mint 80%-át teszi ki. E lelőhelyek nyersanyagának nagy része klinoptilolit kőzet. [2]

Termelés és bányászat

Szintetikus zeolitok gyártása

Természetes zeolit ​​kinyerése és feldolgozása

2016-ban a természetes zeolit ​​éves termelése a világon körülbelül 3 millió tonna. A főbb termelők 2010-ben a következők voltak: Kína (2 millió tonna), Dél-Korea (210 000 tonna), Japán (150 000 tonna), Jordánia (140 000 tonna), Törökország (100 000 tonna), Szlovákia (85 000 tonna) és az Egyesült Államok (59 000 tonna) ). [3] A zeolitban gazdag kőzetek alacsony költségű elérhetősége, valamint a versengő ásványok és kőzetek szűkössége valószínűleg a legfontosabb oka annak, hogy széles körben elterjedt.

Alkalmazás

A természetes zeolit ​​alkalmazásai

Fő cikk: Természetes zeolit

Az alacsony zeolittartalmú (15-20%) lágy üledékes kőzetek olcsó alapanyaggá váltak a macskaalom előállításához. A megszáradt kőzet jól felszívja a nedvességet és megtartja a szagokat. Az agyagkomponenseknek köszönhetően csomósodás lép fel.

A kemény vulkáni kőzeteket (több mint 70% zeolit) a vízkezelésben ioncserélő szűrőként használják. Az állattenyésztésben a zeolitpor takarmány-adalékanyagként szolgál, amely a mikotoxinok felszívó képességéről ismert. [4] A növénytermesztésben a zeolitot talaj-előkészítésre használják. A természetes zeolit ​​tiszta formájában a hidroponikában használatos. A puccolános aktivitás miatt a zeolitokat az építőiparban aktív ásványi adalékként használják cementekhez, betonokhoz és habarcsokhoz.

Szintetikus zeolitok alkalmazásai

A mesterségesen szintetizált zeolitokat ( permutitokat ) széles körben használják vízkezelő berendezésekben adszorbensként , ioncserélőként , molekulaszitaként ; elektrondonorként és akceptorként használják . Szorpciós típusú vákuumszivattyúkban használják . A zeolitokat széles körben használják katalizátorként számos petrolkémiai és olajfinomító folyamatban , valamint heterogén katalizátorként. Széles körben használják az analitikai kémiában zeolittal módosított elektródákként ; gázérzékeléshez ; _ elválasztási és koncentrálási módszerekhez.

Az űrállomások életfenntartó rendszereiben ( MIR , ISS , Skylab ) is használják a légzés során felszabaduló szén-dioxid elnyelésére. A zeolit ​​gázzal van impregnálva, de nem akármilyen, hanem a molekula átmérőjétől függően. A szén-dioxidot megkötik, de nitrogén és oxigén szinte nem létezik. Vagyis a zeolit ​​molekulaszitaként működik. A zeolit ​​nedvesedésének megakadályozása érdekében (az állomáson normál páratartalom van, minden ember naponta egy liter vizet lélegzik ki), először a levegőt szárítják. Ezután a levegőt lehűtik, majd zeolittal a kamrába táplálják. Három ilyen kamera van (az orosz telepítésben) vagy kettő (az amerikaiban). Egy ideig az egyik kamra elnyeli a szén-dioxidot, majd a légáramot a következőbe szállítják. Ekkor az előző kamrákban vákuum jön létre, és a zeolit ​​felmelegszik. A szén-dioxid az állomáson kívül hagyja el a zeolitot – az űrbe. Ez egy ciklus. Ezután ismét használhatja az első kamrát levegővel való feltöltésre, a másik kettőt pedig vákuumban időjárásállóságra helyezheti. A zeolit ​​adszorbenseket ismételten használják. [5]

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Rendszergazda. Klinoptilolit . mir-mineralov.ru. Letöltve: 2018. július 11.
  2. ↑ A természetes zeolitok piaci áttekintése a FÁK-ban .
  3. ↑ ZEOLITOK (TERMÉSZETES) .
  4. ↑ Etetés | Természetes zeolitok gyártása és értékesítése  (orosz)  ? . zeo-group.ru _ Hozzáférés időpontja: 2021. február 16.
  5. ↑ Szén-dioxid az ISS-en  (orosz) . Letöltve: 2018. november 14.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban