什么是沸石？

    沸石（zeolite）是一種礦石，最早發現于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提（Cronstedt）發現有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象，因此命名為“沸石”（瑞典文zeolit）。在希臘文中意為“沸騰”（zeo）的“石頭”（lithos）。此后，人們對沸石的研究不斷深入。

歷史

1932年，McBain提出了“分子篩”的概念。表示可以在分子水平上篩分物質的多孔材料。雖然沸石只是分子篩的一種，但是沸石在其中最具代表性，因此“沸石”和“分子篩”這兩個詞經常被混用。人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯；天然沸石：鋁硅酸鈉。沸石族礦物常見于噴出巖，特別是玄武巖的孔隙中，也見于沉積巖、變質巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中。河北省圍場縣為目前我國境內已發現的沸石儲量最高的地區，沸石儲量20億噸以上。

品種

自然界已發現的沸石有80多種，較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等，都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異，以單斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多數。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形，片沸石、輝沸石呈板狀，毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀，鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見。純凈的各種沸石均為無色或白色，但可因混入雜質而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結構而異。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含鋇的則可達 2.5～2.8。沸石主要形成于低溫熱液階段，常見于噴出巖氣孔中，也見于熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以借水的滲濾作用，以進行陽離子的交換，其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換，工業上用以軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅（鋁）氧四面體連成三維的格架，格架中有各種大小不同的空穴和通道，具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中，與格架的聯系較弱。不同的離子交換對沸石結構影響很小，但使沸石的性質發生變化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或過濾大小不同的其他物質的分子。工業上常將其作為分子篩，以凈化或分離混合成分的物質，如氣體分離、石油凈化、處理工業污染等。

工業用途沸石

一、斜發沸石

　　在巖石致密結構處的斜發沸石，多呈似放射狀板片集合體微形態，而在孔隙發育處，可形成具完好或部分完好幾何形態的板塊晶體，寬可達20mm，厚5mm左右，端部約呈120度角，有的呈菱形板片和板條狀。EDX譜為Si、Al、Na、K、Ca。

　　二、絲光沸石

　　SEM特征微形態為纖性狀，纖絲般細直或稍有彎曲，直徑約為0.2mm，長度可達幾mm，可為自生礦物，但也見到在蝕變礦物外緣，呈放射狀逐漸分開形成纖絲狀絲光沸石。此種絲光沸石應為改造型礦物。EDX譜主為Si、Al、Ca、Na。

　　三、方沸石

　　SEM特征微形態為四角三八面體和各種形態的聚形，晶面多呈4、6邊形，晶?？纱笾翈资甿m，EDX譜特征元素為Si、Al、Na，可以有少量Ca。

　　四、菱沸石

　　SEM特征微形態短菱柱形大小可從1m;m到幾mm，EDX譜為Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。

結構特點

有很多種，已經發現的就有36種。它們的共同特點就是具有架狀結構，就是說在它們的晶體內，分子像搭架子似地連在一起，中間形成很多空腔。因為在這些空腔里還存在很多水分子，因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時會排出來，比如用火焰去燒時，大多數沸石便會膨脹發泡，像是沸騰一般。沸石的名字就是因此而來。不同的沸石具有不同的形態，如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體，片沸石和輝沸石則呈板狀，絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。各種沸石如果內部純凈的話，它們應該是無色或白色，但是如果內部混入了其他雜質，便會顯出各種淺淺的顏色來。沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來，但這并不會破壞沸石內部的晶體結構。因此，它還可以再重新吸收水或其他液體。于是，這也成了人們利用沸石的一個特點。我們可以用沸石來分離煉油時產生的一些物質，可以讓它使空氣變得干燥，可以讓它吸附某些污染物，凈化和干燥酒精等等。沸石礦物有很廣的分布。特別多見于由火山碎屑形成的沉積巖石中，在土壤中也有發現。

生產方法

1.全世界已發現天然沸石40多種，其中最常見的有斜發沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石、鈣十字沸石、片沸石、濁沸石、輝沸石和方沸石等。已被大量利用的是斜發沸石和絲光沸石。沸石主要產于火山巖的裂隙或杏仁體中，與方解石、石髓、石英共生，亦產于火山碎屑沉積及溫泉沉積中，主要采用浮選、重選、磁選等；

2.硅酸鈉水溶液、硫酸鋁水溶液和溴化四丙基銨(TPABr)混合，在(165±56)℃，在90～150 r/min的攪拌速度下，進行結晶反應48h，分離、洗滌、干燥制得成品(若模板劑由溴化四丙基銨改為使用溴化四丁基銨，即可制得ZSM-1l型沸石)。