沸石是一種新型的優(yōu)秀天然過濾介質(zhì),可用于過濾水,其具有優(yōu)于沙子和碳過濾器的性能,提供更純凈的水和更高的吞吐量,而所需的維護(hù)更少。它比砂有很多優(yōu)點(diǎn),可以直接代替普通砂濾中的砂。天然沸石在工業(yè)上主要有三種用途:催化、氣體分離和離子交換。
催化作用:沸石作為幾種涉及有機(jī)分子的重要反應(yīng)的催化劑非常有用。最重要的是裂化、異構(gòu)化和烴類合成。沸石可以促進(jìn)多種催化反應(yīng),包括酸堿和金屬誘導(dǎo)反應(yīng)。沸石也可以是酸催化劑,可以用作活性金屬或試劑的載體。
沸石可以通過過渡態(tài)選擇性或通過基于分子直徑排除競爭反應(yīng)物而成為形狀選擇性催化劑。它們也被用作氧化催化劑。反應(yīng)可以在沸石的孔隙內(nèi)發(fā)生,這允許更大程度的產(chǎn)品控制。
主要的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域是:石油煉制、合成燃料生產(chǎn)和石化生產(chǎn)。合成沸石是石化煉油廠最重要的催化劑。
吸附:?沸石用于吸附多種材料。這包括在干燥、純化和分離方面的應(yīng)用。它們可以將水去除到非常低的分壓,并且是非常有效的干燥劑,在水中的容量高達(dá)其重量的25%以上。它們可以從氣流中去除揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì),分離異構(gòu)體和氣體混合物。沸石廣泛使用的特性是氣體分離特性。沸石的多孔結(jié)構(gòu)可用于“篩分”具有特定尺寸的分子并允許它們進(jìn)入孔隙??梢酝ㄟ^改變孔周圍陽離子的大小和數(shù)量來改變結(jié)構(gòu)來微調(diào)這種性質(zhì)。
離子交換:沸石孔內(nèi)的水合陽離子與沸石骨架松散結(jié)合,并且在水介質(zhì)中時可以很容易地與其他陽離子交換。它的應(yīng)用可以在水軟化設(shè)備中以及沸石在洗滌劑和肥皂中的使用中看到。沸石的最大用量是在洗滌劑配方中,它們已取代磷酸鹽作為水軟化劑。他們通過將沸石中的鈉換成水中存在的鈣和鎂來做到這一點(diǎn)。甚至可以從受污染的水中去除放射性離子。
從實(shí)用的角度來看,沸石可以適應(yīng)多種用途:
(1)水產(chǎn)養(yǎng)殖:魚類孵化場的氨過濾;生物過濾介質(zhì)。在養(yǎng)魚場中,魚的水負(fù)荷可能非常高。這會導(dǎo)致水的快速污染,因此有毒物質(zhì)的濃度會迅速增加。因此,大量的水凈化是必要的。沸石可用于純化過程的各個步驟:作為生物純化和/或曝氣后的二級過濾單元;作為細(xì)菌的支持材料;作為過濾介質(zhì),用于去除固體和懸浮顆粒并同時去除不需要的離子。
(2)農(nóng)業(yè):氣味控制;圈養(yǎng)動物環(huán)境控制;家畜飼料添加劑。在東歐,日本和古巴沸石傳統(tǒng)上用于農(nóng)業(yè)。在牲畜日糧中添加約5%可減少氨氣和氣味排放,提高飼料利用率,有助于霉菌毒素吸收,并可能提供微量元素。幾年前,NASA使用富含營養(yǎng)的沸石作為緩釋肥料。
(3)園藝:苗圃、溫室;花藝;蔬菜/草藥;葉子;喬木和灌木移栽;草坪草土壤改良劑;開墾、重新植被、景觀美化;造林(林業(yè)、人工林);水培培養(yǎng)基。
(4)家庭用品:家居異味控制;寵物氣味控制。國內(nèi)用途主要涉及沸石的氣味和液體吸附特性。包括甲醛、硫化氫在內(nèi)的一系列氣體已被證明可被沸石吸附。
在美國,沸石通常被添加到小型空氣過濾器中,以吸附此類氣體并減少過敏問題??捎糜诟稍镞\(yùn)動鞋,減少衣柜中的水分,常用于吸附香煙氣味。一種非常有用的地毯清潔劑以沸石為基礎(chǔ)材料。沸石在家中最常見的用途是作為貓砂和燒烤的脂肪吸收劑。它也用于魚缸中吸附氨。當(dāng)充分利用廢產(chǎn)品時,它是堆肥的理想添加物,有助于調(diào)節(jié)并最終有助于土壤水分和養(yǎng)分保持能力。
(5)工業(yè)產(chǎn)品:油和溢出物的吸收劑;氣體分離。工業(yè)用途側(cè)重于沸石的液體和蒸汽吸收特性。它可以是理想的顆粒油/化學(xué)品泄漏清理;它是惰性且使用安全的。
(6)放射性廢物:場地修復(fù)/凈化。
(7)水處理:水過濾;去除重金屬;游泳池廢水處理;城市污泥/廢水中的氨/銨去除;去除重金屬;化糞池浸出場等。