在各行各業(yè)中,過濾是生產(chǎn)和凈化過程的重要組成部分。通過各種分離過程,液體和氣體可以通過天然沸石過濾較大顆粒的多孔物質(zhì)時被過濾。沸石孔徑可以低至 0.01 微米,小到足以防止病毒通過。
在自然界中,當(dāng)火山巖或火山灰與堿性水相互作用時會形成沸石。該反應(yīng)可以產(chǎn)生由鋁硅酸鹽(如鋁、二氧化硅和氧)制成的結(jié)晶和微孔結(jié)構(gòu)。?在各種應(yīng)用中,天然沸石可用于吸附水分和其他分子。在大麻工業(yè)中,Zeolite可以吸附葉綠素等色素以澄清大麻濃縮物。天然沸石有大約40種不同的形式。這些形式中的每一種都具有獨(dú)特的成分,會影響其吸附分子的方式。最常見的沸石類型是斜發(fā)沸石。
通常,沸石非常擅長陽離子交換,從溶液中去除溶解的離子并用具有相似電荷的其他離子代替它們。本質(zhì)上,它可以替代溶液中不需要的化合物。由于其天然過濾能力,沸石用于多種應(yīng)用,例如農(nóng)業(yè)、水凈化、過濾、動物營養(yǎng)和人類健康。沸石能夠結(jié)合諸如汞、鎳、砷和鎘重金屬等陽離子并釋放磷酸鹽、鎂或鈣。陽離子交換特性因沸石類型而異。由于其潛在的雜質(zhì),天然沸石中的陽離子交換通常比合成沸石弱。合成衍生的沸石由二氧化硅、鋁和氫氧化鈉的加熱溶液制成。
天然因其眾多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于工業(yè)應(yīng)用,包括:高孔隙率;高表面積;微晶結(jié)構(gòu);耐磨。技術(shù)人員可以同時使用一種特定的過濾介質(zhì)或幾種不同的介質(zhì)(多介質(zhì)過濾器)以實(shí)現(xiàn)更有效的過濾。過濾介質(zhì)可以使用不同密度和尺寸的材料分層。通常,沸石可以根據(jù)不同孔徑從細(xì)到粗介質(zhì)分層。當(dāng)液體通過時,介質(zhì)之間的孔隙和間隙會捕獲太大而無法通過的顆粒。
雖然沸石這種過濾介質(zhì)在市場上廣受好評,但天然沸石已被用于需要天然和生態(tài)過濾方法的各種應(yīng)用中。以下是一些最常見的沸石應(yīng)用。
農(nóng)業(yè):沸石可用于改良土壤用于農(nóng)業(yè)用途。在土壤中,它可以在下雨或澆水時保持水分和養(yǎng)分,并作為緩釋肥料逐漸釋放。它用于改善土壤酸度,以及水分利用效率和養(yǎng)分利用效率,從而不可避免地減少地表水和地下水的污染。
廢水處理:由于沸石的天然離子交換特性,這種介質(zhì)被用作工業(yè)水凈化和廢水凈化(如化糞池或污水處理廠)的天然替代品。它可以吸附鉛或砷等重礦物質(zhì)和鐵、銨和鋅等陽離子。
游泳池:沸石是用于凈化游泳池的常用過濾介質(zhì),是沙子的替代品。它提供更好的水質(zhì)和更低的維護(hù)。它可以分離高達(dá)5微米的顆粒,并通過離子交換吸附毒素。結(jié)果,氯胺和石灰等顆粒被去除,留下清澈純凈的水。
飲用水過濾:沸石是一種常用的飲用水凈化材料。它通過離子交換去除高達(dá) 5 微米的毒素和重金屬。從水中去除化學(xué)物質(zhì)可以使其可飲用且味道更清潔。
氣體過濾:沸石可用于過濾氣體。這種過濾介質(zhì)可以去除氣體中的濕氣、氨氣、難聞的氣味和其他毒素。由于其分子篩結(jié)構(gòu),天然沸石可以去除氣流中的水分。
建造:幾個世紀(jì)前,沸石凝灰?guī)r被用作建筑材料的添加劑。在當(dāng)今的水泥工業(yè)中,天然沸石是一種常見的火山灰,有助于提高水泥的性能。從本質(zhì)上講,它將水泥粉末和水之間的水力反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫氧化鈣副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為水合硅酸鈣,一種將混凝土材料粘合在一起的膠水。
動物飼料:天然沸石如斜發(fā)沸石通常用于牲畜的食品補(bǔ)充劑。它們用于吸附霉菌毒素和重金屬、治療腹瀉和調(diào)節(jié)銨水平。它們可用于豬、牛、雞、牛、魚的飼料中,比例在 1% 到 3% 之間。
健康:盡管研究有限,但沸石是一種流行的礦物質(zhì),可用于多種健康益處。人類食用沸石可用于治療腹瀉、清除體內(nèi)毒素和或很大幾率治療癌癥。通過陽離子離子交換,沸石被認(rèn)為可以吸附毒素并將有益礦物質(zhì)釋放到體內(nèi)。它已被局部用于腳部,以減少汗水和難聞的氣味。它也被用于美容目的,從皮膚中吸出雜質(zhì)。