Цеолиты: состав, фракции, где используются
Цеолиты являются минералами с адсорбирующими свойствами. Это обусловлено их кристаллической решеткой. Сам минерал выглядит как плотно спрессованные зерна. Они могут быть зеленоватого или светло-серого оттенка. Имеют широкую сферу применения, из-за полезных свойств цеолита.
Что из себя представляет цеолит
К цеолитам относят большую группу минералов, которые имеют близкий состав и свойства. Их отличительная черта – возможность поглощать и отдавать воду. Это зависит от температуры и влажности. Также минер имеет высокую способность проводить ионный обмен. При этом избирательно выделяют и впитывают различные элементы и вещества.
Цеолиты делят на природные и искусственные. Если первых выделяют около 40 видов, то вторых свыше 100. При этом, последние имеют более узкоспециализированные особенности, позволяющие использовать их в той или иной отрасли.
Основные свойства
Кристаллическая структура образуется двумя видами тетраэдрических групп: оксида кремния и оксида алюминия. При этом, они объединяются общими вершинами, образуя каркас в трехмерном виде. Цеолиты имеют три основных свойства:
- Адсорбции. Могут поглотить или отдать элементы и вещества в зависимости от определенных условий, например, температуры и влажности.
- Ионного обмена. За счет этого происходит замещение одних элементов и выдача других. Цеолиты способны очистить вещество от токсичных элементов, обеспечив выдачу полезных. Поэтому активно применяется в сельском хозяйстве.
- Каталитические. Благодаря этому свойству при применении цеолитов химические реакции могут значительно ускоряться. Данная особенность незаменима в химической промышленности.
В зависимости от вида цеолита, размер решетки в кристаллической структуре может отличаться. Поэтому фильтрация избирательна исходя от типа минерала. В результате этой особенности цеолиты также называют «природным ситом».
Цеолит обладает огромным количеством полезных свойств. Поэтому его активно применяют в различных сферах деятельности: от косметологии, до сельского хозяйства и промышленности. К возможностям минерала стоит отнести:
- Способность собирать и удерживать влагу и различные вещества.
- Способность извлекать и нейтрализовать нитраты с токсинами.
- Благотворное влияние на питательные и водно-воздушные условия.
- Предотвращение образования грибка, плесени и других болезнетворных организмов.
Благодаря своей нетоксичности, сорбционным способностям, химической устойчивости и многократному использованию цеолиты стали одним из самых востребованных минералов в различных сферах деятельности человека. В большей степени их используют в сельском хозяйстве.
Виды цеолитов и область их применения
Цеолиты природного и искусственного происхождения применяются в различных сферах деятельности. К примеру мягкие породы, добываемые в естественной среде, используются при изготовлении наполнителя для кошачьего туалета. Это обусловлено высокой способностью впитывать влагу и устранять неприятные запахи. За счет глинистой составляющей насыпь комкуется.
Твердые виды вулканических пород, в составе которых свыше 70% цеолита, используются для очищения воды. Для этого они добавляются в ионнообменный фильтр. Для сельскохозяйственного применения минералы измельчаются в различные фракции. Одни используются для удобрения почвы и устранения радионуклидов, токсичных веществ из нее. Другие активно добавляют в кормовые добавки для улучшения работы ЖКТ животных и птиц, повышения усваиваемости полезных веществ. Также цеолиты применяются в изготовлении строительных растворов и смесей. Их добавление в состав позволяет улучшить эксплуатационные и другие характеристики.
Синтетические цеолиты создаются искусственным путем. Их используют как молекулярные сита, адсорбенты и ионнообменников. Эти свойства активно применяются в химической и другой промышленности, очистке сточных вод, питьевой и других жидкостей, а также газов. В нефтехимической отрасли и при нефтепереработке минерал выступает в качестве гетерогенных катализаторов. В аналитической химии как модифицированные электроды. Также цеолит позволяет обнаружить газы и использовать разделительные и концентрационные методы при работе с различными веществами.
Общее описание состава
Минеральная порода состоит из 10 основных элементов: оксиды алюминия, железа, калия, кремния, натрия, марганца и т.д. Приблизительно 10% состава состоит из воды. Около 69-74% – кремний. Еще 14% составляет алюминий. Оставшиеся 2% занимают остальные элементы.
Минерал имеет кристаллическую решетку, а сами кристаллы созданы с канальной системой. Благодаря этому образуется пористая структура камня. Это дает возможность поглощать сторонние молекулы. Одновременно с этим цеолит способен выдерживать воздействие различных кислот и температуры. Плавится он начинает при 700 ℃ . Он не выделяет токсичных веществ, не имеет мутагенных свойств, а потому полностью безопасен для здоровья человека.
Химический состав минерала
В составе цеолита огромное количество различных элементов. Благодаря этому минерал имеет большое количество полезных свойств, необходимых для деятельности человека. В таблице приведен основной перечень элементов, которые входят в состав в процентном соотношении:
Источник