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第 11 卷第 1 期安全与环境工程 Vol. 11 No. 1

2 0 0 4 年 3 月 Safety and Environmental Engineering Mar. 2004
天然沸石的加工技术及其在水处理中的应用
陈方明1 , 陆琦1 , 曹李靖2 , 于吉顺1
(1. 中国地质大学纳米科技中心, 武汉 430074 ; 2. 中国地质大学环境学院, 武汉 430074)
摘要: 论述了天然沸石的吸附、离子交换和催化性能,介绍了沸石的超细粉碎、选矿提纯、化学增白、改性或改型、
人工合成和再生等加工技术,从去除有机污染物、去除氨氮、降低***含量、去除重金属离子、作污水滤料、消除放射
性物质等方面回顾了沸石在水处理中的应用,并对应用前景和未来发展进行了展望。
关键词: 沸石; 性能; 加工技术; 水处理; 应用
中图分类号: X505 文献标识码: A 文章编号:167121556 (2004) 0120019204 ①
1756 年,瑞典矿物学家 Cronsted 等在研究产于体和铝氧(AlO4) 四面体,四面体中心是硅(或铝) 原
冰岛的玄武岩时,首先发现了一种白色透明的矿物, 子,每个硅(或铝) 原子的周围有 4 个氧原子,硅氧
因其加热时出现发泡沸腾现象而被命名为沸石。人(或铝氧) 四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相
们对沸石的认识经历了漫长的阶段,直到 20 世纪连接,组成单元环、双元环或多元环,笼构成主要为
50 年代,美国、日本等勘查出具有工业意义的沉积三维空间架状构造的结晶多面体。在铝氧四面体
矿床,沸石才成为重要的工业矿物[1 ] 。中,由于一个氧原子的价电子没有得到中和,使得整
我国沸石矿产资源丰富,自 1972 年浙江省缙云个铝氧四面体带有一负电荷。为保持电中性,附近
县首次发现具有工业价值的沸石矿床后,又相继在必须有一个带正电荷的金属阳离子来抵消。由于晶
山东、河北、辽宁、内蒙古等 24 个省、自治区发现沸体结构的开放性,沸石含有许多排列有序、大小均
石矿产地 400 余处,资源总量约 100 × 108t 以上,其匀、彼此贯通并与外界相连的空穴和孔道,是最典型
中大中型矿床 31 处,储量约 27. 8 × 108t [2 ] 。我国沸的具有纳米介孔结构的非金属矿物[5 ] 。
石种类颇多,目前已发现的有斜发沸石、丝光沸石、
菱沸石、方沸石、片沸石、辉沸石、浊沸石等,其中以 2 沸石的性能
斜发沸石为主,丝光沸石次之,它们多属于火山物质
蚀变沉积成岩的产物。我国沸石矿体规模大,各地 2. 1 吸附性能
沸石因原岩成分、成矿环境、成矿作用不同,化学组沸石晶体内大量的空穴和孔道,使沸石具有很
分有所差异。广西的辉沸石、西藏的浊沸石及四川大的比表面积,加上特殊的分子结构而形成的较大
的方沸石等,具有品位高,矿石质量好,潜在经济价静电引力,使沸石具有相当大的应力场。沸石内空
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值大的优势[2 4 ] 。穴和孔道一旦“空缺”,就会表现出对气体或液体很
强的吸附能力。
1 沸石的结构沸石吸附具有两个显著的特点,即选择性吸附
和高效率吸附。一般情况下,沸石空穴和孔道内充
沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿满水分子,水分子围