沸石滤料是化学式表示为RR[Alx+2ySin-(x+2y)O2n]·mH2O的一族含水架状结构铝硅酸盐矿物。式中R1+代表碱金属离子,基本上为K+或Na+,个别为Li+;R2+代表 碱土金属离 子,主要为Ca2+ 、Ba2+,其次为Sr2+、Mg2+。
沸石具有较大比表面积,有较好的晶化性能,经甲苯歧化催化试验证明,改型后的沸石制作甲苯歧化催化剂是可行的,对二甲苯异构化都具有较高的催化活化性。耐酸耐热性能;耐酸性能:在90℃保温四小时,盐酸浓度为1N时沸石没破坏;盐酸浓度2N时沸石部分破坏。耐热性能:250℃时,晶格略有变化;500℃时,晶格基本破坏;750℃时,晶格完全破坏;实验证明,其晶格破坏温度为250~500℃,灼烧时间为4小时。
自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜和正交(斜方)晶系的占多数。
方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状。钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于 2.0~2.3,含钡的则可达 2.5~2.8。
沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中。
沸石可以藉水的渗滤作用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换,工业上用以软化硬水。
沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性。碱或碱土金属子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。
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沸石滤料的化学成份及矿物类型
SiO2 | TiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | MgO | CaO | MnO | NaO | K2O |
68.60 | 0.10 | 12.43 | 1.21 | 0.13 | 0.81 | 2.57 | 0.06 | 1.08 | 2.83 |
LOS | P2O5 | SiO2/Al2O3 | 沸石含量(%) | 原岩种类 | 沸石类型 |
10.0 | 0.01 | 9.33 | 50~70 | 凝灰岩、角砾凝灰岩 | 斜发沸石 |
活化沸石滤料性能分析:
密度 g/cm3 | 1.8 ~ 2.2 | 滤速 m/h | 4 ~ 12 |
容重 g/cm3 | 1.4 | 磨损率 % | <0.5 |
空隙率 % | ≥50 | 破碎率 % | <1.0 |
比表面积 m2/g | 500 ~ 800 | 含泥量 % | <1.0 |
盐酸可溶率 % | ≤0.1 | 全交换工作容量 mg/g | 2.2 ~ 2.5 |