合成沸石分子筛的非金属矿业有哪些(二)
伊利石合成沸石分子筛
伊利石是一种层状含水硅酸盐类黏土矿物,普遍含有较高的K、Al含量,化学式为KAl 2 [(Al,Si)Si 3 O 10 ](OH) 2 ·nH 2 O,其晶体结构与蒙脱石类似。但是伊利石的化学活性较差,单纯的高温煅烧不能充分活化其中的硅铝组分,因此需要加入Na 2 CO 3 或NaOH等进行碱熔活化。
海泡石合成沸石分子
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合成沸石分子筛的非金属矿业有哪些(二)
伊利石合成
沸石分子筛
伊利石是一种层状含水硅酸盐类黏土矿物,普遍含有较高的K、Al含量,化学式为KAl 2 [(Al,Si)Si 3 O 10 ](OH) 2 ·nH 2 O,其晶体结构与蒙脱石类似。但是伊利石的化学活性较差,单纯的高温煅烧不能充分活化其中的硅铝组分,因此需要加入Na 2 CO 3 或NaOH等进行碱熔活化。
海泡石合成
沸石分子筛
海泡石是一种富镁纤维状硅酸盐黏土矿物,其标准晶体化学式为Mg 8 (H 2 O) 4 [Si 6 O 16 ] 2 (OH) 4 ·8H 2 O,海泡石的化学成分比较简单,主要为硅和镁,其中SiO 2 质量分数为54%~60%,MgO质量分数为21%~25%,镁元素会影响沸石分子筛的晶化效率,因此采用海泡石合成沸石分子筛时须经过脱镁与补铝的两个过程。
工业用途沸石有哪些?
一、斜发沸石
在岩石致密结构处的斜发沸石,多呈似状板片集合体微形态,而在孔隙发育处,可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体,宽可达20mm,厚5mm左右,端部约呈120度角,有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。
二、丝光沸石
SEM特征微形态为纤性状,纤丝般细直或稍有弯曲,直径约为0.2mm,长度可达几mm,可为自生矿物,但也见到在蚀变矿物外缘,呈状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。
三、方沸石
SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形,晶面多呈4、6边形,晶粒可大至几十mm,EDX谱特征元素为Si、Al、Na,可以有少量Ca。
四、菱沸石
SEM特征微形态短菱柱形大小可从1mm到几mm,EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。
沸石的性质与稳定性
如果按规范使用和储存,它不会分解,没有已知的危险反应,可以避免氧化。溶于强碱。属于高硅沸石。它具有的孔结构、高催化活性、热稳定性和耐酸性。
沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱土或碱土金属铝硅酸盐矿物。世界上已发现40多种天然沸石,其中以斜发沸石、丝光沸石、斜发沸石、斜发沸石、斜发沸石、浊沸石、红辉沸石和方沸石为常见。斜发沸石和丝光沸石应用广泛。沸石族矿物属于不同的晶系,多为纤维状、多毛状和柱状,少数为板状或短柱状。
沸石具有离子交换、吸附分离、催化、稳定性、化学反应性、可逆脱水、导电性等特点。沸石主要存在于火山岩的裂缝或杏仁中,与方解石、髓、石英共生,也见于火山碎屑沉积岩和温泉沉积岩中
沸石的晶体构造
沸石分子筛的晶体结构可分为三个组分:(1)铝硅酸盐骨架,(2)骨架中含有可交换阳离子m的孔洞,(3)位相水分子,即沸石水。
沸石的结构不同于石英和长石。石英和长石的骨架结构相对紧密,比重为2.6-2.7;沸石的骨架结构相对稀疏,比重为2.0-2.2。脱水空腔可大达47%,如菱晶石,甚至50%如合成沸石。
在长石结构中,金属离子被限制在由氧离子组成的晶体骨架的空隙中。除非晶体被破坏,否则这些金属阳离子很难自由移动。当Ca交换Na或K时,必须同时进行Si和Al的置换,即成对置换,这必然会引起Si/AI比值的变化。
在类长石结构中,金属离子分布在相对开放的互联空间中,比重为2.14~2.45。阳离子可以通过结构途径相互交换而不破坏晶体结构。方钠石和霞石曾被认为是沸石族矿物。
在分子筛结构中,金属阳离子位于晶体结构较大的孔或空穴中,并相互连接。因此,阳离子可以通过通道自由交换而不影响晶体结构。沸石中易发生2(Na,K)(Ca2+)的交换,而长石中不易发生。这种交换形式可能是离子交换的一种极端形式,限于沸石和类似矿物。
一般来说,沸石分子筛的水分子是弱的,与骨架离子和可交换的金属离子松弛。这些水分子比阳离子更自由地移动和进出通道。在热的作用下,它可以自由地分离和附着,而不影响其骨架结构。
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