Zeoliitit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 16. maaliskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Zeoliitit ovat suuri joukko mineraaleja  , jotka ovat koostumukseltaan ja ominaisuuksiltaan samanlaisia , vesipitoisia kalsium- ja natriumalumiinisilikaatteja kehyssilikaattien alaluokasta, lasimaisen tai helmiäisen kiillon , jotka tunnetaan kyvystään antaa ja imeä takaisin vettä lämpötilan ja kosteuden mukaan. Toinen zeoliittien tärkeä ominaisuus on ioninvaihtokyky  - ne pystyvät selektiivisesti vapauttamaan ja absorboimaan erilaisia ​​aineita sekä vaihtamaan kationeja . Zeoliitit ovat luonnollisia ja synteettisiä.

Zeoliittiryhmän yleisimmät edustajat ovat natroliitti , kabatsiitti , heulandiitti , stilbiitti (desmiini), mordeniitti , tomsoniitti , lomontiitti , klinoptiloliitti . [yksi]

Ominaisuudet

Luonnollisten ja keinotekoisten zeoliittien kiderakenne muodostuu tetraedrisistä ryhmistä SiO 2/4 ja AlO 2/4 , jotka yhdistävät yhteiset kärjet kolmiulotteiseksi kehykseksi, jonka läpi kulkevat ontelot ja 2-15 angströmin kokoiset kanavat (ikkunat) . [AlSi]O 4 -zeoliittien avoimessa runko-ontelorakenteessa on negatiivinen varaus, jota kompensoivat vastaionit (metallikationit, ammonium , alkyyliammonium ja muut ioninvaihtomekanismin tuomat ionit) ja helposti dehydratoituvat vesimolekyylit.

Seuraavat zeoliittien ominaisuudet erotetaan, minkä vuoksi niitä käytetään laajalti:

Jokaiselle zeoliittityypille on ominaista tietty ikkunan koko, joten zeoliitit absorboivat ja kulkevat (suodatuksen aikana) läpi muiden aineiden molekyylit selektiivisesti. Tätä ilmiötä kutsutaan molekyyliseulaefektiksi.

Zeoliittityypit

Alkuperän mukaan zeoliitit jaetaan kahteen suureen ryhmään:

Erota mikroskooppisesti ( habituksen mukaan ):

Zeoliittien kiderakenteen perusteella niiden lisäluokitus on mahdollista.

Alkuperä

Zeoliitit ovat alkuperältään hydrotermisiä, eksogeenisiä , harvemmin metamorfisia mineraaleja. Löytyy vulkaanisten kivien amygduleista , hiekkakivistä , arkosista ja harmaakivistä ; gneissien ja kiteisten liuskojen halkeamissa ja onteloissa . Esiintymät ovat määrältään merkityksettömiä, mutta lukuisia ja ne tunnetaan kaikkialla maailmassa.

Ne ovat melko laajalle levinneitä pääasiassa matalan lämpötilan hydrotermisissä suonissa sekä effuusioiden kivien amygduleissa ja halkeamissa , joissa ne muodostuvat jälkivulkaanisten prosessien seurauksena.

Zeoliitteja saadaan myös keinotekoisesti.

Zeoliittiesiintymät

Tärkeimmät tutkitut luonnonzeoliittivarat ovat keskittyneet Eurooppaan, Venäjälle, Japaniin ja Yhdysvaltoihin. IVY-maiden luonnonzeoliittien todistettujen varojen määrä on noin 1,6 miljardia tonnia.

IVY-maiden suurimpia ja kehitysesiintymien kannalta tarkoituksenmukaisimpia ovat Sokirnitskoye (Ukraina), Tedzamskoje ja Dzegvskoye (Georgia), Aydagskoje (Azerbaidžan), Noyemberyanskoye (Armenia), Tayzhuzgenskoje ja Chankanayskoye (Kazakhstan), alue), Tatarskoje-Shatrashanskoje (Tatarstanin tasavalta), Pegasskoje (Kemerovon alue), Sakhapta ja Pashenskoje (Krasnojarskin alue), Kholinskoje, Shivyrtuyskoye ja Badinskoye (Tšitan alue), Khonguruu (Sahan tasavalta), Kulikovskoje (Amurin alue) , Raddenskoye (juutalainen autonominen alue) ), Chuguevskoe (Primorsky alue), Seredochnoye (Habarovskin alue), Lutogskoe ja Chekhovskoe (Sahalinin alue), Pastbishnoe (Tšukotkan autonominen alue) ja Yagodninskoe (Kamchatskin alue).

Näiden talletusten tutkitut kokonaisvarannot muodostavat yli 80 % IVY-maiden kokonaisvarannoista. Suurin osa näiden esiintymien raaka-aineista on klinoptiloliittikiviä. [2]

Tuotanto ja kaivostoiminta

Synteettisten zeoliittien valmistus

Luonnollisen zeoliitin uuttaminen ja käsittely

Vuodesta 2016 lähtien luonnon zeoliitin vuosituotanto maailmassa on noin 3 miljoonaa tonnia. Tärkeimmät tuottajat vuonna 2010 olivat: Kiina (2 miljoonaa tonnia), Etelä-Korea (210 000 tonnia), Japani (150 000 tonnia), Jordania (140 000 tonnia), Turkki (100 000 tonnia), Slovakia (85 000 tonnia) ja Yhdysvallat (59 000 tonnia) ). [3] Zeoliittipitoisen kiven saatavuus alhaisin kustannuksin ja kilpailevien mineraalien ja kivien niukkuus ovat luultavasti tärkeimmät syyt sen laajaan käyttöön.

Sovellus

Luonnollisen zeoliitin sovellukset

Pääartikkeli: Luonnollinen zeoliitti

Pehmeistä sedimenttikivistä, joissa on vähän zeoliittia (15-20 %), on tullut halpa raaka-aine kissanhiekan valmistukseen. Kuivattu kivi imee hyvin kosteutta ja säilyttää hajuja. Savikomponenttien ansiosta tapahtuu paakkuuntumista.

Kovia vulkaanisia kiviä (yli 70 % zeoliittia) käytetään vedenkäsittelyssä ioninvaihtosuodattimena. Eläinhoidossa zeoliittijauhe toimii rehun lisäaineena, joka tunnetaan kyvystään imeä mykotoksiineja. [4] Kasvituotannossa zeoliittia käytetään maaperän valmistukseen. Luonnollista zeoliittia käytetään puhtaassa muodossaan hydroponiikassa. Puzzolaanisen aktiivisuuden vuoksi zeoliitteja käytetään rakentamisessa aktiivisena mineraalilisäaineena sementteihin, betoneihin ja laasteihin.

Synteettisten zeoliittien sovellukset

Keinotekoisesti syntetisoituja zeoliitteja ( permutiitteja ) käytetään laajalti vedenkäsittelylaitteissa adsorbentteina , ioninvaihtimina , molekyyliseulmina ; käytetään elektronien luovuttajina ja vastaanottajina . Käytetään sorptiotyyppisissä tyhjiöpumpuissa . Zeoliitteja käytetään myös laajasti katalyytteinä monissa petrokemian ja öljynjalostusprosesseissa sekä heterogeenisinä katalyytteinä. Käytetään laajasti analyyttisessä kemiassa zeoliittimodifioituina elektrodeina ; kaasun havaitsemiseen ; erotus- ja väkevöintimenetelmiä varten.

Sitä käytetään myös avaruusasemien elämää ylläpitävissä järjestelmissä ( MIR , ISS , Skylab ) imemään hengityksen aikana vapautuvaa hiilidioksidia. Zeoliitti on kyllästetty kaasulla, mutta ei millä tahansa, vaan riippuen molekyylin halkaisijasta. Hiilidioksidi otetaan talteen, mutta typpeä ja happea ei ole lähes ollenkaan. Eli zeoliitti toimii molekyyliseulana. Jotta zeoliitti ei kastuisi (asemalla on normaali kosteus, jokainen hengittää litran vettä päivässä), ilma kuivataan ensin. Sitten ilma jäähdytetään, minkä jälkeen se syötetään kammioon zeoliitilla. Tällaisia ​​kameroita on kolme (venäläisessä asennuksessa) tai kaksi (amerikkalaisessa). Jonkin aikaa yksi kammioista imee hiilidioksidia, sitten ilmavirta syötetään seuraavaan. Tänä aikana aiempiin kammioihin muodostuu tyhjiö ja zeoliitti kuumennetaan. Hiilidioksidi jättää zeoliitin aseman ulkopuolelle - avaruuteen. Tämä on yksi sykli. Sen jälkeen voit jälleen käyttää ensimmäistä kammiota ilmalla täyttämiseen ja kaksi muuta säänkestävää tyhjiössä. Zeoliittiadsorbentteja käytetään toistuvasti. [5]

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Järjestelmänvalvoja. Klinoptiloliitti . mir-mineralov.ru. Haettu: 11.7.2018.
  2. ↑ Markkinakatsaus luonnollisista zeoliiteista IVY-maissa .
  3. ↑ ZEOLIIITIT (LUONNOLLINEN) .
  4. ↑ Ruokinta | Luonnollisten zeoliittien tuotanto ja myynti  (venäläinen)  ? . zeo-group.ru _ Käyttöönottopäivä: 16.2.2021.
  5. ↑ Hiilidioksidi ISS:llä  (Venäjä) . Haettu 14.11.2018.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa