Что входит в состав цеолитов
«Кипящий» камень цеолит — природный и синтетический
Этот минерал внешне малопривлекателен. Однако невзрачная оболочка скрывает удивительные свойства. Благодаря им камень цеолит востребован человеком.
Как обнаружили камень
Цеолит – один из немногих минералов, чей «крёстный родитель» известен точно. Это шведский химик Аксель Кронстедт.
Проводя очередной опыт в лаборатории, он нагревал стильбит. Кусочки минерала начали вздуваться, появились пузырьки. Их породила вода, выделенная при закипании.
Учёный выявил и другие образцы с аналогичными характеристиками. Так в середине XVIII века науку пополнило новое семейство минералов, названное «родителем» цеолитами (от древнегреческого zeo – кипеть и lithos – камень).
Природный цеолит
Куда приспособить «кипящие камни», тогда не знали. Двести лет результаты работы имели сугубо теоретическую ценность.
В 1950-х годах актуализировалась тема очистки воды. Камни заинтересовали учёных, решавших эту проблему. Было установлено, что минерал цеолит – мощный сорбент. Без ущерба для вкуса воды он в несколько раз уменьшает присутствие солей кальция. Это могли делать и другие химические соединения, но преимуществом цеолитов стала распространённость и низкая цена.
Описание и виды цеолита
Цеолиты – это группа минералов, водные алюмосиликаты:
Выявлено полсотни видов цеолитов, самые распространённые – гейландит, ломонит, эрионит, феррьерит, филлипсит, клиноптилолит, морденит. Два последних – самые значимые.
Особые свойства минерала
Рыхловатая, но прочная каркасная структура обусловила свойства минералов:
Цеолитовые агломераты способны впитать воду или токсины в половину собственного объёма.
Места добычи цеолита
Добыча минерала ведётся по всей планете. Крупнейшие месторождения – российские, на Урале. Камнем богаты Кемеровская область и Красноярский край.
Цеолиты
Запасами «кипящих камней» располагают Япония, Исландия, страны Африки. Порода залегает неглубоко, часто в одном месте находят разные виды минерала.
Сферы применения
Благодаря уникальным свойствам камни нарасхват. Переработка природного цеолита и синтезирование минерала поставлены на поток.
Промышленность
Минерал востребован несколькими отраслями:
Цеолиты задействуют там, где нужно быстро истребить влагу на больших пространствах или производственных площадях.
Технический минерал используют как наполнитель при производстве пластмасс, резины, клеёнки, кож. В таре из цеолитового картона овощи и фрукты хранятся дольше, чем в обычной.
Сельское хозяйство
Польза цеолитов признана главными сферами отрасли.
Растениеводство
Востребованы удобрения и добавки на основе минерала:
Благодаря свойству удерживать почвенную влагу, цеолитовые препараты пролонгированного действия незаменимы для засушливых регионов.
Животноводство
Природный цеолит приносит пользу как компонент кормов для животных, идёт на другие цели:
Минерал добавляют в подстилки для содержания скота и птицы: они эффективно поглощают влагу и запахи.
Рыбоводство
В рукотворных водоёмах цеолитовые препараты уничтожают бактерии, вирусы, аммониевые соединения.
Охрана окружающей среды
Натуральный цеолит – главное действующее лицо-спасатель в опасных для природы ситуациях:
Истинное значение минерала проявилось после чернобыльской катастрофы. Спасатели и жители заражённых районов, принимавшие порошковый цеолит, меньше страдали от облучения.
Решение домашних или бытовых проблем
Камень – палочка-выручалочка при решении бытовых проблем, включая деликатные ситуации:
Удобряя приусадебный участок такими препаратами, получают экологически чистый урожай – без тяжёлых металлов и пестицидов.
Искусственный цеолит
Искусственный минерал – достижение второй половины ХХ века.
Искусственный цеолит
Синтезируют полторы сотни типов цеолитов:
Технология производства синтетических цеолитов следующая. В ёмкость загружают органические вещества, воду, щёлочи, алюминий, кремний. Смесь кристаллизуют, нагрев до 170–185 °C.
Стоимость камня
Цена минерала для промышленных целей (искусственного происхождения) – от 50 р. за кг. Стоимость украшений – 400–800 р. Натуральные коллекционные образцы идут от 700–800 р. за штуку. Выдающиеся крупные экземпляры оценивают тысячами рублей.
Лечебное воздействие минерала
Способности цеолита известны даже коренным жителям Океании и Африки. Съедобную разновидность минерала они предлагают гостям после обильного застолья со спиртным. Это облегчает похмелье или переедание.
Возможности минерала используются в медицине:
Здоровым людям применение цеолита показано как профилактическое средство для следующих целей:
Человек, использующий препараты с цеолитом, ощущает прилив сил, энергичен, продуктивнее работает.
Однако в России как медицинский сертифицирован только клиноптилолит, служащий сырьём для средства «Литовит».
Как пользоваться камнем
Правила использования минерала просты:
Как лечебные, камни «многоразовы», но после каждого лечебного сеанса их моют и осушают на солнце.
Магические свойства
Домашняя или офисная цеолитовая пирамидка стянет на себя энергетический негатив. Каждые два — три месяца (в конфликтном коллективе или при напряжённой домашней общей обстановке – чаще) её нужно чистить под проточной водой. В полнолуние для подзарядки выставляют на подоконник, под свет Луны.
По Зодиаку минерал подходит всем, однако носить аксессуары постоянно не стоит. 2-3 часа ежедневно – максимум.
Заключение
Натуральный и синтетический цеолит одинаково полезны людям. Они оздоравливают природу и организм человека. Возможный вред от применения минерала связан с индивидуальной непереносимостью или использованием стиральных порошков. Но это единичные случаи. Цеолит финансово доступен всем, поэтому популярен.
Цеолит для очистки воды: что это такое и где он применяется – характеристики минерала, свойства и сфера применения
Уделим внимание естественному и вполне эффективному сорбенту, помогающему повысить качество жидкости, употребляемой в пищевых целях. Подробно рассмотрим цеолит: что это такое, применение, характеристики, полезные свойства, особенности – пройдемся по всем важным моментам его использования, чтобы вы понимали, насколько он актуален.
Немного забегая вперед, отметим, что к сегодняшнему дню его научились синтезировать, выращивая кристаллы нужной, то есть геометрически правильной формы – со структурой в виде тетраэдра и полостями одинаковых размеров, заполненные молекулами H2O и катионами щелочноземельных металлов. Учитывая его огромную актуальность, искусственное получение стало настоящей находкой и позволило начать комплексные разработки широкой группы лекарственных препаратов и всевозможных очистительных средств.
Цеолит природный: что это такое
Это минерал, а, точнее, их группа – каркасные алюмосиликаты, происхождение которых осадочно-вулканическое. По сути, является затвердевшей минерально-лавовой смесью, кристаллизовавшейся после попадания в соленую воду, морскую или океаническую.
Если составлять его внешнее описание, то в виде агломерата он похож на очень плотную глину, но белую или бесцветную, с перламутровым или стеклянным блеском. Реже он коричневато-красный, с зелено-синими вкраплениями.
Его химический состав таков:
Именно последние, несмотря на свою малую долю и определяют тип, а значит и название минерала. Благодаря им выделяют гейландит, эрионит, филлипсит, ломонит, феррьерит и, наиболее важные для современной науки, морденит и клиноптилолит.
Отдельно скажем о синтезированном цеолите: искусственным путем сегодня можно получить около 150 его разновидностей. Разница между ними – в размере пор и компонентах. У каждого из них есть основной металл, который записывается первым, и решетка определенной структуры (наиболее актуальные – А и Х). Поэтому можно часто встретить названия вроде NaX или CaA.
Также есть высококремнеземные алюмосиликаты, считающиеся особенно ценными за счет совершенно уникальных каталитических и адсорбционных показателей. Лучший и наиболее дорогой тип – ZSM.
Как обнаружили камень
Еще в XVIII веке его открыл Аксель Кронстедт: шведский химик ставил эксперименты по нагреванию стильбита и заметил, что поверхность опытных образцов начала вздуваться и пузыриться. Заинтересовавшись, ученый эмпирическим путем нашел и другие алюмосиликаты со схожими свойствами. Их семейство и получило имя «цеолиты», составленное из двух древнегреческих слов: «кипеть» – «zeo» и «камень» – «lithos».
После чего более 150 лет находка имела исключительно теоретическую ценность, потому что исследовали не знали, как с толком использовать ее на практике. Ситуация изменилась в начале XX века, когда за счет высокой поглотительной способности камня стали удалять тяжелые металлы, масла и нитраты из нефтепродуктов. Позже сорбирующий эффект взяли на вооружение при очистке питьевых жидкостей.
Новый виток популярности обеспечило такое печальное событие, как авария на Чернобыльской АЭС. Ученые под руководством Богатова Василия Ивановича разработали простое, но действенное средство борьбы с лучевой болезнью: они смешали порошок цеолита с водой и поили этим раствором ликвидаторов. Позже на основе этой «болтушки» сделали препарат «Литовит», который отлично выводил радиоактивные стронций и цезий из организма.
Параллельно с этим сокирнит использовали в бассейне Днепра и Припяти для обеззараживания стоков, а также внедряли в растение- и овощеводство – «подкармливали» им подрастающие семена с целью улучшения их всхожести. Начались эксперименты даже в области косметологии – сорбент пригодился для вытяжки вредных веществ из кожи лица и тела, с ним принялись делать безопасные для здоровья человека маски. И, конечно, фильтрация потока, забираемого из центральной системы водоснабжения – это классика использования данных алюмосиликатов.
Чем хорош цеолит: свойства минерала
За счет уникальной каркасной структуры, рыхловатой, но прочной, и особого химического состава он обладает следующими характеристиками, полезными и важными:
Цеолит
Содержание
Цеолит получил свое название за появление пузырьков при его помещении в воду. Минерал впервые был описан учеными два столетия назад. Сейчас он востребован во многих направлениях, поскольку имеет ряд полезных свойств. Минерал относится к осадочно-вулканическому типу, он создается при контакте горных пород и лавы. В итоге получаются кристаллы светлых тонов, они могут иметь перламутровый оттенок либо матовый вид.
Сегодня насчитывается более 40 структурных видов цеолита природного типа и среди самых популярных можно выделить такие: ломонит, гейландит, феррьерит, клиноптилолит, филлипсит, анальцим, эрионит, морденит и шабазит.
Состав и химическая структура цеолита
Минерал включает необычные соединения, в том числе: алюминий, кальций, калий, железо, марганец, натрий, титан, кремний и так далее. Около 10% доля в составе занята водой. Конструкция камня выглядит как каркас, который скрывает молекулы H2O.
Свойства материала следующие:
Добыча материала
Цеолит широко распространен, приблизительно 2000 месторождений является местом добычи в наши дни. Эти зоны присутствуют в Новой Зеландии, Европе, Северной Америке, Исландии, Японии, Африке и в России. Добыча не вызывает сложности, порода лежит на не большом углублении, при этом ряд усилий прилагается при обработке, поскольку требуется отделение кристаллов.
Самые крупные скопления цеолитов появляются во время метаморфизма вулканических туфов, когда происходит изменение вулканических стекол главным образом кислого состава и при соленых озерах и диагенезе осадков океанов. Месторождения цеолитов промышленного типа сегодня можно увидеть в большей части цеолитосодержащими туфами, где цеолит содержится до 60–95%. Последняя часть этой породы, как правило, представляется кварцем, глиной, полевыми шпатами, а также имеют в своем составе остатки вулканического стекла незамещенного типа.
Кроме того, вместе часто совместно лежат образцы, которые подходят для разных сфер применения, они подлежат сортировке. Помимо натурального материала, придумали систему создания в искусственных условиях, это дает возможность выполнять целевое производство и получать минералы, отсутствующие в природе.
Особенности цеолита
Материал чаще всего серый или зеленоватый, он хранится в состоянии спрессованных зерен. По сути, является глиной, около 60% его состава – клиноптилиоллиты. Кристаллы имеют системы каналов, их поры могут вбирать в себя молекулы из среды размещения.
Это не мешает камню сохраняться в кислотной среде, а для плавки нужна температура выше 950 градусов по Цельсию. Цеолит не является мутогенным, и не обладает токсическими свойствами, безопасен для человеческого организма.
Месторождения цеолитов в России
На территории России добыча цеолитов ведется с 1968 года, когда приступили к разработке в Казане. Тогда определились с перспективными участками, и открыли примерно 70 зон добычи на различных территориях. Самые крупные объемы получают в Красноярском крае, на Сахалине, в Чукотке и Кемеровской области.
Внутри страны применяются исключительно камни из Холинского месторождения, оно в Бурятии. Они подходят для реализации каскадной активации, процесс имеет патент. С применением проточного типа водно-солевых растворов создают Литовит. Холинское месторождение дает камни, не обладающие токсичными качествами, они не вызывают раздражения и аллергий. Гранулы в Холинском месторождении неправильной формы, могут быть серыми, светло-серыми или же желто-серыми. Стандартные фракции представлены 1-3 мм.
Области применения цеолита
Цеолиты очень широко применяются, и благодаря своим свойствам со временем сферы использования только расширяются.
В растениеводстве и огородничестве
Польза материала в качестве обогатителя почвы очень высока. Почву снабжают микроэлементами, внося цеолит в почву. Это позволяет достичь лучшего роста для растений. Внесение в почву обогащает ее, микроэлементы позволяют добиться активного развития посаженных растений и культур.
Благодаря камешкам почва становится более пористой, это положительно отражается на корневой системе. Материал хорошо впитывает влагу, не давая ей уйти в глубинные слои грунта. Это позволяет избежать пересушивания, что выгодно каждому владельцу огорода.
Садовые и комнатные растения удобряются специальными смесями, содержащих цеолит. Таким образом, растения получают иммунитет, растет степень сопротивляемости к различному типу вредителей и заболеваниям. Сохраняется польза цеолита в почве на несколько лет.
В сельском хозяйстве
Цеолит как добавка для прикормки животных положительно себя показывает. Он используется как в сельском хозяйстве, так и для домашних животных. Составляющие минерала насыщают организм минералами.
Это положительно отражается на надое коров (увеличивается количество молока), а также позволяет курам и другой птице активнее нестись.
В промышленности
Активнее всего минерал применяется с целью очищения газов промышленного типа, при производстве дезодорантов и моющих средств. Они имеют высокие изоляционные свойства и помогают справляться с нейтрализацией выхлопов.
При необходимости материал может удалять из воды примеси, уменьшая ее жесткость, устраняя ионы металлов.
В стиральных порошках
Цеолитовый наполнитель входит в состав чистящих и моющих составов, повышая качество механического удаления, помогая создавать пену. Чаще цеолит входит в состав безопасных и экологических средств, с его помощью можно отказаться от фосфатов.
Он повышает качество очищающих возможностей, при этом безвреден и не портит поверхности абразивно.
В строительстве
Цеолит выгоден в строительстве для создания порообразования в цементе, его добавляют после перемалывания. Материал уже много лет применяют в качестве штучного камня. Сейчас цеолит применяется в качестве заполнителя с небольшой массой, как добавка к цементному раствору.
Цеолит добавляют к смеси для оформления кирпичей, а также преобразуют в туф. Таким образом, он становится частью вспениваемых материалов.
В нефтепереработке
Минералы являются прекрасным выбором для осушения жидкостей или газов, они качественно поглощают соединения, содержащие в составе серу. Специальные виды туфов используются как селективный тип адсорбентов для соединений нефти (гетероатомных).
Применение материала позволяет значительно увеличить показатели термостабильности и иных важных для топлива характеристик. Применяются как натуральные, так и синтетически созданные цеолиты. Более того, цеолиты нужны для выполнения анализа нефтяных фракций.
В медицине
В медицинском направлении цеолиты применяют как наружное средство, также их используют для воздействия изнутри. Широко используется он как народное средство, однако при его не аллергенности и отсутствия токсичности, все качества не изучены до конца. Некоторые пьют его в малых дозах, отмечая улучшение пищеварения, ускорение роста волос.
Применяется цеолит для порезов, ран, прыщей. Его посыпают на пострадавший кожный слой, ускоряя процессы заживления. При наличии псориаза применяется салициловая мазь с циолитом. Также советуют бороться с грибком, применяя циолитовые ванны. Нагретой цеолитовой мукой лечат суставы, заранее нагрев ее до 40 градусов, для чего муку в мешочке гладят утюгом.
Для аквариумов
Цеолит используется в аквариумах по-разному, их вводят в состав грунта, применяют для подкормки и даже для оформления системы фильтрации. С помощью фильтрования с минералом получают удобрение для растений, убирают загрязнения и устраняют остатки антибиотиков или лекарств.
При добавлении небольшого количества минерала в состав грунта создают качественное дно. Такой грунт будет воздушным, отчего корни растений получат лучшие условия для развития. Цеолит добавляют к питанию рыб, для чего его объединяют с кормом.
Для очистки питьевой воды
Максимально для очищения воды подходит цеолит из Сокирнянского месторождения, также он применяется для сточных вод, с целью удаления яда. Нашел применение материал для хозяйственно-питьевых, промышленных систем по поставке воды.
Цеолит дает возможность устранить фтор, фенол, вирусы, тяжелые металлы, амины, талое масло. Его применяют для загрузки многослойных либо однослойных фильтров. Цеолит гораздо эффективнее песка, он является ионообменным. Цеолиты входят в состав бытовых фильтров.
Наполнители для кошачьего туалета
Цеолит уже длительное время используется как наполнитель, 400 граммов хватает на срок до 4 недель. Гранулы равномерно рассыпают на дно емкости. Абсорбент постепенно уменьшается в слое, пока не потребуется замена.
Цеолит впитывает мочу животного, с помощью лопатки с отверстиями можно удалять только камни, которые уже справились со своей задачей. Это делает наполнитель экономичным.
Цеолиты свойства
Цеолиты («кипящие камни») как минеральный вид известны уже более 200 лет. Длительное время они рассматривались в качестве редких минералов, не образующих промышленных скоплечи и интересных лишь для коллекционных целей. Вместе с тем ряд ценных, порой уникальных для промышленности свойств этих минералов привел в 40-х гг. к появлению в отдельных промышленно развитых странах (США и др.) производства по взращиванию их синтетических аналогов.
Прогресс в области электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа минерального вещества в 60-х гг. позволил выявить широкое развитие природных цеолитов за счет преобразования вулканического стекла туфов в промышленно значимых концентрациях. С этого времени природные цеолиты стали рассматриваться как новый вид полезных ископаемых.
Водные алюмосиликаты щелочей и щелочных земель. По своему составу они близки полевым шпатам, фельдшпатоидам и другим силикатам, от которых отличаются особенно высоким содержанием кристаллизационной воды. Сюда относят обширную группу минералов, представляющих собой по существу водные алюмосиликаты, главным образом Са и Na, отчасти Ba, Sr, K и крайне редко Mg и Mn. Судя по списку элементов, эта группа в химическом отношении имеет прямое отношение к безводным алюмосиликатам. К цеолитам можно относить анальцим.
Наиболее важными минералами этой группы являются анальцим, шабазит, десмин, гармотом, гейландит, натролит, филлилаит, сколецит
Происхождение названия
Греческое «зео» — вскипаю, «литое» — камень (по поведению перед паяльной трубкой)
Цеолит (натролит) крупнокристаллические агрегаты
Формула
Химический состав
Несмотря на то что общее число элементов, участвующих в этих соединениях, невелико, мы имеем весьма значительное количество минеральных видов, отличающихся друг от друга не столько по содержанию воды, сколько по соотношениям катионов между собой, часто не укладывающимся в простые химические формулы. Общая химическая формула может быть выражена таким образом: АтХрО2р · nН2О, где Х = Si, Al. Каких либо определенных соотношений между содержанием щелочей и кремнезема в различных минералах не наблюдается
Характерно для цеолитов в химическом отношении постепенное замещение кремния алюминием с изменением соотношения Al : Si от 1 : 5 до 1 : 1; отношение суммы окислов одно- и двухвалентных элементов к глинозему остается постоянным: (RJ, R2+)0 : А1203 = 1:1.
Как хорошо видно из приведенных ниже формул, химическая дифференциация цеолитов связана с отношением SiO2 : Аl2O3 и содержанием воды; некоторые из этих минералов отличаются только по последнему признаку.
Изоморфизм возможен как и в группе полевых шпатов: NaSi CaAl, KSi BaAl, и в дополнение также между Са Na2, Ва К2. Смесимость, однако, представляется ограниченной, по крайней мере для минералов с более высоким отношением Al: Si, которые также обладают более высокой энергией решетки. Это отчетливо демонстрируется на примере морденита, для которого известен совершенный ряд между натриевым членом Na2Al2Si3O10 *7Н2O и кальциевым CaAl2Si3O10*7Н2O, с одной стороны, и мезолитом Ca2Na2[Al2Si3Oi0]3*8H2O, который является
вполне определенным членом между сколецитом CaAl2Si3Oi0 *ЗН2O и его натриевым аналогом натролитом Na2Al2Si3O10 *2Н2O, с другой.
Разновидности цеолита
МИНЕРАЛЬНЫЕ ГРУППЫ ЦЕОЛИТОВ
Шабазит, (Са, Na,) rAlSi2O6]2-6H2O
Гейландит, Са, Na2[AlSi3O8]2-5H2O
Филлипсит, (К2Са) [AlSi4O12]-4,5H2O
Гармотом, (К2Ва) [Al2Si5O14]-5Н20
Томсонит, NaCa2[Al2(Al, Si)Si2O10]2-5H2O
Форма нахождения в природе
Облик кристаллов тесно связан со структурой соответствующих цеолитов и содержанием в них воды; цеолиты с отношением Al : Si от 0,20 до 0,40 — листоватые, другие с отношением Al: Si до 0,50 — изометричные или в основном изометричные, и с отношением Al : Si до 0,60—1,00 —волокнистые или преимущественно волокнистые.
Физические свойства
Оптические
Показатели преломления Как и полевые шпаты, цеолиты могут быть разделены на кальций-натриевые и калий-бариевые; последние отличаются относительно более высокими показателями преломления и удельными весами, тогда как Са- Na-цеолиты, кроме того, отличаются по характеру удлинения и двупреломлению.
Механические
Минералы группы цеолитов по сравнению с безводными алюмосиликатами характеризуются меньшей твердостью, меньшим удельным весом, меньшими показателями преломления и более легкой разлагаемостью кислотами.
Химические свойства
Прочие свойства
Происхождение и нахождение
Много общего у цеолитов с каркасными силикатами в условиях их образования. При эндогенных процессах они возникают в условиях низких давлений в самые последние низкотемпературные стадии гидротермальных процессов, встречаясь в ассоциации большей частью с кальцитом, халцедоном, кварцем, гиббситом и другими минералами. Они встречаются, как правило, в гидротермально измененных магматических породах, часто в пузыристых эффузивах (мандельштейнах), приурочены к молодым базальтовым, трахитовым и фонолитовым лавам особенно в базальтах (при подводных извержениях), затем в пегматитах, где образуется в числе последних минералов, либо в пустотах, либо метасоматическим путем за счет ранее выделившихся минералов (полевых шпатов, нефелина и др.); в ряде гидротермальных рудных месторождений и в некоторых современных отложениях горячих источников.
В экзогенных условиях цеолиты имеют также широкие области распространения. Имеются указания, например, на образование цеолитов в почвах. Как новообразования цеолиты встречаются в осадочных породах молодого возраста.
Образование природных цеолитов происходит в различных геологических условиях: позднемагматических, гидротермальных, метаморфических, диагенетических, выветривания. В общем случае механизм их формирования представляет реакцию поровых водс вулканическим стеклом, слабо раскристаллизованным глинистым осадком, плагиоклазами или кремнеземом. В зависимости от состава исходных пород и физико-химической обстановки (температура, давление, парциальное давление воды, активность различных ионов и др.) происходит образование того или иного вида цеолитов. Так, клиноптилолит и морденит обычно образуются за счет кислой тефры, в то время как филлипсит и анальцим —чаще за счет основной. Первоначально возникшие цеолиты с течениемвремени могут переходить в другие более устойчивые в изменившихся условиях формы. Например, хорошо известно замещение клиноптилолита анальцимом, а последнего — в свою очередь ломонтитом.
——> NaA lSi20 6( анальцим) • Н 20 + KAlSi30 8( адуляр) + 5 S i 0 2(кварц) + С а С 0 3(кальцит) + + С 0 2 + 8 Н 20 ;
Стекло кислых туфов, отложившихся в условиях соленых озер, содержавших ионы С О 2- и НСОТ с pH около 9,5, обычно пРевращалось в филлипсит, клиноптилолит, реже в морденит и шабазит. Такие озера типичны для аридных климатических зон этой обстановке седиментации нередко проявляется горизонтальная зональность, когда в пределах одного слоя в прибрежной части озера фиксируются туфы и глины, далее цеолиты, а в центре озера появляются калиевые полевые шпаты.
Соответственно морским либо озерным условиям формирования цеолитов в кислых туфах в настоящее время отчетливо выделяются два главнейших их геолого-промышленных типа месторождений:
Представителями второго типа являются многочисленные миоцен-плейстоценовые месторождения Запада США, а так же ряда стран Восточной Африки.
Искусственное получение
Промышленный синтез цеолитов осуществляется при относительно невысоких температурах (до 200 °С) и давлении насыщенных паров воды в щелочной среде (pH 14) из высокореакционного материала. Изменение свойств природных цеолитов производится путем их обработки различными кислотами, щелочами и солями. Так, кислотная обработка клиноптилолита может привести к его деалюминированию без разрушения каркаса, сопровождающемуся расширением входных окон, благодаря чему повышается адсорбция к парам воды и бензола.
Практическое использование цеолитов
В настоящее время известно около 40 природных и более 150 искусственных аналогов цеолитов. Учитывая широкое разнообразие свойств и областей использования этих минералов, высокую стоимость их синтеза и наличие крупных природных скоплений некоторых из них, с одной сторбны, продолжает развиваться производство по выращиванию искусственных кристаллов цеолитов и направленному изменению свойств их природных разновидностей, а с другой — наращиваются добыча и использование природного сырья. Мировая добыча природных цеолитов в настоящее время не превышает 0,5 млн т; ее главная доля приходится на Японию и США, а так же Венгрию, Болгарию, Германию, Кубу, Новую Зеландию, Исландию и Италию.
Цеолиты, как природные, так и их синтетические аналоги, находят широкое применение в промышленности, особенно в химической, в качестве материала поверхностей для нанесения катализаторов, в роли сорбентов, ионообменников и молекулярных сит для разделения нефтепродуктов на фракции, в вакуумных насосах, для смягчения воды (пермутиты).
Использование цеолитов чрезвычайно разнообразно и неуклонно увеличивается. В промышленности с их помощью осушают и очищают всевозмож ные газы и жидкости, получают кислород и азот из воздуха, путем ввода в них платины, рения и других катализаторов используют при крекинге нефти, разделяют металлы и получают особо чистые соли, извлекают металлы из подземных и рудничных вод, используют в качестве наполнителей при производстве бумаги и как гидравлические добавки в поргландцементы, применяют для создания глубокого вакуума и др. В сельском хозяйстве цеолиты эффективны для удерж ания в почве удобрений и влаги, как кормовые добавки скоту и птице, как дезодоранты (поглотители сильно пахнущих газов) и др. В области охраны окружаю щей среды — это очистители газовых выбросов от сернистого ангидрида, азота, углерода, аммиака, сероводорода, промышленных сточных вод от цветных и радиоактивных металлов, хлора, стронция, продуктов нефтепереработки; их широко используют при очистке вод морей и океанов при авариях танкеров и нефтепроводов, применяют при дезактивации местности. Природные цеолиты используют при синтезе некоторых искусственных цеолитов. Последние применяются для получения ракетного топлива, биологически разрушающихся моющих средств и в других областях. Высокоглиноземистые цеолиты рассматриваются в качестве потенциального сырья д ля получения глинозема.
Физические методы исследования
Дифференциальный термический анализ
Старинные методы. Под паяльной трубкой большинство цеолитов вспучивается перед паяльной трубкой, чем и обусловлено их название: от греческого «цео» — вскипать.