ПРИРОДНЫЙ ЦЕОЛИТ
Цеолиты – группа минералов вулканическо-осадочного происхождения, каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов. В настоящее время известно более 40 структурных видов природных цеолитов, наиболее распространенными из которых являются клиноптилолит, гейландит, филлипсит, ломонит, морденит, эрионит, шабазит, феррьерит, анальцим.
Цеолиты являются нестехиометрическими соединениями, составы которых изменяются в широких пределах, образуя ряды твердых растворов. Кристаллические структуры цеолитов состоят, как известно, из тетраэдров SiO2 и AlO4, соединенных вершинами в ажурные каналы, в полостях и каналах которых находятся катионы и молекулы H2O.
В природе цеолиты образуют хорошо ограненные
кристаллы различной симметрии и габитуса (изометричные, призматичные,
игольчатые, таблитчатые) с различными проявлениями спайности (от совершенной до
отсутствия ее) и размерами от долей микрона до
Природный цеолит относится к устойчивым алюмосиликатам с каркасным строением кристаллической решетки, имеющим слоистую структуру.
Al2O3 – 12,9-13,2%;
SiO2 – 66,2-78,3%;
К2O – 4,0-4,8%;
Na2O – 1,8-2,2%;
CaO – 1,8-2,4%;
Fe2O3 – 0,8-1,2%;
V – 0,0003%;
Mn – 0,001%;
Cu – 0,001%;
Be – 0,001%;
Rb – 0,001%;
As – 0,03%;
Cr, Co, Mo, Ni, Sb – не обнаружены;
H2O – 10-12%;
Плотность цеолита – 2,2-2,6 г/см3.
Насыпной вес 1,02-1,2 г/см3.
Промышленная ценность цеолитов обусловлена общим для этих минералов ажурным алюмокремнекислым каркасом, образующим систему полостей и каналов, размер входных окон которых достаточно велик (0,260 – 0,270 нм), чтобы в них могли проникнуть молекулы и ионы большинства неорганических и органических соединений. В полостях содержится поглощенная вода и катионы щелочных и щелочноземельных металлов, которые химически слабо связаны с каркасом. При осторожном нагревании цеолита до 400С0 вода легко удаляется без нарушения кристаллической решетки минерала. По данным японских ученых, при нагревании клиноптилолита до 300С0 он обезвоживается почти на 80%. После дегидратации цеолит представляет собой микропористую “губку” с объемом пор до 50% каркаса. Такая губка может снова адсорбировать воду и другие жидкие и газообразные вещества. Адсорбционный объем природных цеолитов определяется по поглощению паров воды и достигает 0,2 см3/см3.
Другое, не менее важное свойство, ¾ способность к легкому катионному обмену, происходящему также без каких-либо нарушений кристаллической структуры. Ионно-обменная емкость цеолитов зависит от их природы и месторождения и колеблется в пределах 2-5 мг-экв/г.
Из природных цеолитов наибольшую значимость имеют клиноптилолит и морденит.