Zeolitter
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. marts 2022; verifikation kræver 1 redigering .Zeolitter er en stor gruppe af mineraler , der ligner sammensætning og egenskaber , vandige calcium- og natriumaluminatsilicater fra en underklasse af rammesilicater , med en glasagtig eller perleagtig glans , kendt for deres evne til at give og genabsorbere vand afhængigt af temperatur og fugtighed. En anden vigtig egenskab ved zeolitter er evnen til ionbytning - de er i stand til selektivt at frigive og genabsorbere forskellige stoffer samt udveksle kationer . Zeolitter er naturlige og syntetiske.
De mest almindelige repræsentanter for zeolitgruppen er natrolit , chabazit , heulandit , stilbit (desmin), mordenit , thomsonite , lomontite , clinoptilolite . [en]
Egenskaber
Krystalstrukturen af naturlige og kunstige zeolitter er dannet af tetraedriske grupper SiO 2/4 og AlO 2/4 , forenet af fælles hjørner til en tredimensionel ramme, gennemtrængt af hulrum og kanaler (vinduer) 2-15 ångstrøm i størrelse . Den åbne ramme-kavitet struktur af [AlSi]O 4 - zeolitter har en negativ ladning, som kompenseres af modioner (metalkationer, ammonium , alkylammonium og andre ioner introduceret af ionbyttermekanismen) og let dehydrerede vandmolekyler.
Følgende egenskaber ved zeolitter skelnes, på grund af hvilke de er meget udbredt:
- adsorption - evnen til at absorbere og frigive forskellige stoffer,
- ionbytning - evnen til at udveksle kationer,
- katalytisk - evnen til at fremskynde kemiske reaktioner.
Hver type zeolit er karakteriseret ved en vis vinduesstørrelse, så molekylerne af andre stoffer absorberes og passerer (under filtrering) af zeolitter selektivt. Dette fænomen kaldes molekylsigteeffekten.
Typer af zeolitter
Efter oprindelse er zeolitter opdelt i 2 store grupper:
- naturlige zeolitter - er af naturlig oprindelse, de er opdelt i to typer:
- sedimentære
- vulkansk
- syntetisk - opnået ved kunstige midler.
Mikroskopisk (ifølge habitus ) alloker:
- fibrøse zeolitter - natrolit , thomsonit , scolecit , lomontit , gonnardit , edingtonit , mordenit , erionit , gismondin ( abrasit ), ferrierit og andre;
- bladrige (eller lamelformede ) zeolitter - stilbit , heulandit , brusterit og andre;
- isometriske zeolitter - chabazit , phillipsite , harmotom , foyazit , gmelinit , dakiardite , clinoptilolite og andre.
Baseret på krystalstrukturen af zeolitter er deres yderligere klassificering mulig.
Oprindelse
Af oprindelse er zeolitter hydrotermiske, eksogene , sjældnere metamorfe mineraler. Findes i amygduler af vulkanske klipper, i sandsten , arkoser og gråsten ; i revner og hulrum af gnejser og krystallinske skifer . Aflejringerne er ubetydelige i volumen, men talrige og kendt over hele verden.
De er ret vidt udbredt hovedsageligt i lavtemperatur- hydrotermiske vener , såvel som i amygduler og sprækker af effusive klipper , hvor de er dannet som et produkt af post - vulkaniske processer.
Zeolitter opnås også kunstigt.
Zeolitaflejringer
De vigtigste udforskede reserver af naturlige zeolitter er koncentreret i Europa, Rusland, Japan og USA. Mængden af påviste reserver af naturlige zeolitter i CIS-landene er omkring 1,6 milliarder tons.
De største og mest hensigtsmæssige ud fra et udviklingssynspunkt i SNG-landene omfatter Sokirnitskoye (Ukraine), Tedzamskoye og Dzegvskoye (Georgien), Aydagskoye (Aserbajdsjan), Noyemberyanskoye (Armenien), Tayzhuzgenskoye og Chankanayskoye (Kasakhstan), Khotynetskoye (Ory) region), Tatarskoye-Shatrashanskoye (Republikken Tatarstan), Pegasskoye (Kemerovo-regionen), Sakhapta og Pashenskoye (Krasnoyarsk-territoriet), Kholinskoye, Shivyrtuyskoye og Badinskoye (Chita-regionen), Khonguruu (Republikken Sakha), Kulikovskoye (Amur-regionen) , Raddenskoye (Jødisk Autonome Region) ), Chuguevskoe (Primorsky-territoriet), Seredochnoye (Khabarovsk-territoriet), Lutogskoe og Chekhovskoe (Sakhalin Oblast), Pastbishnoe (Chukotka Autonome Okrug) og Yagodninskoe (Kamchatka Oblast).
De samlede udforskede reserver af disse indskud tegner sig for mere end 80 % af de samlede reserver i SNG-landene. Hovedparten af råmaterialerne i disse aflejringer er clinoptilolit-bjergarter. [2]
Produktion og minedrift
Fremstilling af syntetiske zeolitter
Udvinding og forarbejdning af naturlig zeolit
Fra 2016 er den årlige produktion af naturlig zeolit i verden omkring 3 millioner tons. De vigtigste producenter i 2010 var: Kina (2 millioner tons), Sydkorea (210.000 tons), Japan (150.000 tons), Jordan (140.000 tons), Tyrkiet (100.000 tons), Slovakiet (85.000 tons) og USA (59.000 tons) ). [3] Tilgængeligheden af zeolitrig sten til lave omkostninger og knapheden på konkurrerende mineraler og sten er sandsynligvis de vigtigste årsager til dens udbredte brug.
Ansøgning
Anvendelser af naturlig zeolit
Hovedartikel: Naturlig zeolit
Bløde sedimentære bjergarter med et lavt indhold af zeolit (15-20%) er blevet en billig råvare til produktion af kattegrus. Den tørrede sten absorberer godt fugt og bevarer lugte. Takket være lerkomponenterne opstår der klumpning.
Hårde vulkanske bjergarter (mere end 70 % zeolit) bruges til vandbehandling som et ionbytterfilter. I dyrehold fungerer zeolitpulver som fodertilsætningsstof, kendt for sin evne til at absorbere mykotoksiner. [4] I afgrødeproduktionen bruges zeolit til at forberede jord. I sin rene form bruges naturlig zeolit i hydroponics. På grund af den puzzolaniske aktivitet anvendes zeolitter i byggeriet som et aktivt mineraltilsætningsstof til cement, beton og mørtel.
Anvendelser af syntetiske zeolitter
Kunstigt syntetiserede zeolitter ( permutitter ) anvendes i vid udstrækning i vandbehandlingsanordninger som adsorbenter , ionbyttere , molekylsigter ; bruges som elektrondonorer og -acceptorer . Anvendes i vakuumpumper af sorptionstype. Zeolitter er også meget brugt som katalysatorer til mange petrokemiske og olieraffineringsprocesser og som heterogene katalysatorer. Udbredt i analytisk kemi som zeolit-modificerede elektroder ; til gasdetektion ; til separations- og koncentrationsmetoder.
Det bruges også i rumstationers livsstøttesystemer ( MIR , ISS , Skylab ) til at absorbere kuldioxid frigivet under vejrtrækning. Zeolit er imprægneret med gas, men ikke hvilken som helst, men afhængig af molekylets diameter. Kuldioxid opfanges, men nitrogen og ilt er næsten ikke-eksisterende. Det vil sige, at zeolitten fungerer som en molekylsigte. For at forhindre, at zeolitten bliver våd (stationen har normal luftfugtighed, hver person udånder en liter vand om dagen), tørres luften først. Derefter afkøles luften, hvorefter den føres ind i kammeret med zeolit. Der er tre sådanne kameraer (i den russiske installation) eller to (i den amerikanske). I nogen tid absorberer et af kamrene kuldioxid, derefter tilføres luftstrømmen til det næste. På dette tidspunkt skabes et vakuum inde i de foregående kamre, og zeolitten opvarmes. Kuldioxid forlader zeolitten uden for stationen - ud i rummet. Dette er én cyklus. Herefter kan du igen bruge det første kammer til påfyldning med luft, og sætte de to andre på forvitring i vakuum. Zeolit-adsorbenter anvendes gentagne gange. [5]
Se også
Noter
- ↑ Administrator. Clinoptilolit . mir-mineralov.ru. Hentet: 11. juli 2018.
- ↑ Markedsoversigt over naturlige zeolitter i CIS .
- ↑ ZEOLITTER (NATURLIGE) .
- ↑ Fodring | Produktion og salg af naturlige zeolitter (russisk) ? . zeo-group.ru _ Dato for adgang: 16. februar 2021.
- ↑ Kuldioxid på ISS (russisk) . Hentet 14. november 2018.
Litteratur
- Zeolitter i sedimentære bjergarter. Ch. i United States Mineral Resources, Professional Paper 820, 1973.
- Naturlige og syntetiske zeolitter. US Bureau of Mines Information Circular 9140, 1987.
- Frederick A. Mumpton. La roca magica: Anvendelser af naturlige zeolitter i landbrug og industri (engelsk) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. - 1999. - Bd. 96 , nr. 7 . - S. 3463-3470 . - doi : 10.1073/pnas.96.7.3463 .
- "Zeolit-vand tæt cyklus solkøling; numerisk optimering og felttestning", Jean-Baptiste Monnier; Dupont, M. Proc. Annu. Møde. — Am. Sekt. Int. Sol. Energisamfundet; Vol/udgave: 6 s. 181–185; American Solar Energy Society møde; 1. juni 1983; Minneapolis, MN, USA
- Cheetham, A.K.; Peter Dag. Faststofkemi . _ — Oxford University Press , 1992.
Links
- International Zeolite Association
- IZA-database over zeolitstrukturer
- Syntesekommissionen for International Zeolite Association
- British Zeolite Association
- US Geological Survey, referencer om zeolitter
- Zeolitter i "Mineralkataloget"
 Ordbøger og encyklopædier |
|
|---|---|
| I bibliografiske kataloger |
|