沸石分子組成中剩余的磁電荷在沸石骨架上產生負電荷,稱為同晶取代。因此,這些帶負電荷的區域是吸附溶液中可交換陽離子的理想場所。如果結構中沒有合適的位置,或者如果它已經被填充,則陽離子會在離子交換時占據水分子的位置。沸石的這種特性是軟化和過濾通過該材料的廢水的一部分。
天然沸石具有排除某些陽離子的能力,這取決于它們在沸石結構內的微孔通道和空腔的大小。那些大于內部空腔的陽離子被排除在沸石的全部或部分內表面之外。然而,確實“適合”內部結構的陽離子可以交換(通過同晶取代或離子交換)進入結構并成為沸石骨架的一部分。因此,天然沸石以其分子篩特性而聞名(Tsitsishvili 等,1992)。沸石的第一個實際應用是在 19 世紀進行的 (Breck, 1974)。分子篩和陽離子交換應用的應用已為人所知數百年。
陽離子交換和分子篩特性允許凈化和捕獲石油、碳氫化合物、氨、甲烷、放射性核素、放射性同位素和重金屬;以及一系列帶正電的元素和化合物。沸石可以在場地修復、垃圾填埋場、溢出物清理、市政、空氣過濾、廢水過濾和輻射捕獲中發揮作用。
眾所周知,壓裂行業每年產生數十億加侖的廢水。有幾個加工廠允許將油與水分離,水可以重新用于額外的壓裂或清潔并返回生態系統。沸石具有適當過濾重金屬、輻射和碳氫化合物的壓裂水的能力。存在使用沸石作為過程的一部分的過濾室的可能性,以過濾到可接受的釋放到溪流中。天然沸石在混合金屬污染廢水的廢水處理中,通過調節或斜發沸石表明,90% 的重金屬可以在 15 分鐘的接觸時間內去除。斜發沸石的選擇性序列顯示為:Pb > Cu > Cd > Zn > Cr > Co > Ni
沸石在火山灰特性方面與粉煤灰相似,沒有不一致之處和其他有害化合物,包括放射性同位素,被添加到方程式中。一些飛灰甚至被 EPA 降級為有害物質。沸石存在于穩定的沉積物中,這意味著交付的產品隨著時間的推移將保持一致的質量。沸石能夠預先混合到其他穩定產品中,例如木屑顆粒或混合在顆粒或鋸末、飛灰、窯灰、回收紙板和任何其他類型的吸收材料的頂部。
土耳其環境科學研究所完成的一項題為:使用斜發沸石沸石進行工業污泥固化的研究的結論加強了沸石的使用,以使用沸石固化工業污泥。該研究基于三個部分:待固化材料的制備、固化材料的無側限抗壓強度值 (UCS) 以及使用標準毒性特性浸出程序 (TCLP) 的浸出特性。摘要指出,工業污泥中的有害成分成功地鎖定并固定在固化形成的結構中。出于與沸石通常用作火山灰的相同原因,測得的高 UCS 值達到 4448 kPa。將浸出測試結果與危險廢物控制條例規定的限值進行比較,該研究得出結論,盡管確實存在用作混凝土火山灰等有益產品的潛力,但固化污泥樣品可以安全地棄置于垃圾填埋場,將廢物轉化為具有效益和價值的產品。