沸石的矿石特征、矿石类型、性能及用途

      （一）天然沸石的性能及用途

沸石的独特内部结构和晶体化学性质，使其具有吸附、离子交换、催化反应、耐酸、耐热和耐辐射等性能。这些性能，目前已被一些部门应用到建材、环保、石油化工、尖端技术等领域。

（二）沸石矿物、矿石特征及矿石类型

1、沸石矿物

沸石是沸石族矿物的总称，已经发现的沸石族矿物共有40种，其中比较常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、钙十字沸石、毛沸石、片沸石、方沸石、浊沸石等，前五种沸石已被工农业利用。

沸石是一种含水的碱或碱土金属架状铝硅酸盐矿物，天然沸石的化学成分是由SiO₂、Al₂O₃、H₂O和碱或碱土金属四个部分构成。

SiO₂和Al₂O₃两种成分约占沸石矿物总量的80％，在不同的沸石矿物中，硅和铝的含量比例不一致。如表5—15列出的一组沸石矿物，化学成份基本一致，均为钙型沸石， 阳离子数量也相同，仅铝硅比值和水含量不同，就构成了不同的沸石矿物。据研究，沸石最大的铝硅比值可达1:100，最小的为1:1，铝和硅呈现出有序排列。

表6—15                       铝硅比值不同的沸石矿物        

(北大地质系《光性矿物学》)  

按照铝硅比值的不伺，将天然沸石划为高硅沸石(A1:Si>1:4)，中硅沸石(A1:S=1:4～1:2)和低硅沸石(A1:Si<1:2)。斜发沸石和丝光沸石等属高硅沸石，辉沸石和片沸石等属中硅沸石，< span="">镁沸石、钙十字沸石等属低硅沸石。铝硅比值的大小直接影响沸石的某些性能。

H₂O也是沸石的主要成份之一，含量一般在10％左右，最低2～6％之间，最高13～15％，个别可达18％以上。

碱金属或碱土金属，数量有限，其氧化物含量一般4～6％，呈离子状态与SiO₂和Al₂O₃结合在一起。在各种沸石中，最常见的是钙离子和钠离子，其次是钾、钡、锶、镁等(我国沸石最常见的是钙、钾、钠离子)，其它阳离子很少见到。

4A沸石在洗涤剂中应用的历史

含沸石洗涤剂的发展经过

六十年代中期,  洗涤剂用的磷酸盐因其对表面水域的过肥作用而陷于公开讨论之中。

在后来的数年里曾经合成出几百种物质  (其中大部分系水溶性络合物成分)  , 而且都作为磷酸盐代用品进行了实验。  所有这些化合物在技术上或在毒性及生态关系上都不如三聚磷酸钠, 所以不能作为一种新型洗涤剂组分系统的甚料。

在 1973年首次建议利用非水溶性铝硅酸钠—沸石4A作为洗涤剂组分。  利用这种新的洗涤剂原料同三聚磷酸钠组合的方式,  生产出了应用技术性能很好的少磷酸故洗涤剂。

关于沸石4A的单一性能以往在许多报道里已有论述。   以下就沸石4 A作为新型洗涤剂原料所得到的结果加以报道。在一些液体肥皂及洗发香波中也有 a一烯基磺酸盐,  A O S有良好的泡沫,但是泡沫量和稳定性确实比不上醇硫酸盐,  在使用 浓度较高及有污垢存在时 ,  尤其是这样。  

对这些产品来说,  更合乎需要的是能产生大量的稠密、  丰富, 且稳定的泡沫  (排泡时间长)。

所以各种重要表面活性剂均有其优点及缺点,  L A S是所能得到的最便宜、最通用的表面活性剂,  能容易地配入各种家用产品中,  表现出极好的发泡性。  

经过数年的发展工作之后,  于1976年作为试验在 西德一个地方向使用者提供了基于沸石的第一个少磷酸盐洗涤产品,  约含20%磷酸盐和20%沸石。

在这个市区里,  大约有96户(3100居民)从1976年2月至1977年3月底,  与其余洗涤剂工业取得一致,  单独使用了含沸石洗涤剂。

这一试验着重于4A沸石的生态安全作用,  其结果表明家庭妇女是毫无保留地接受使用新型洗涤剂的。

国内外各实验研究所以及洗衣机工业

也同时平行地开展了积极的试验工作,  因此,  在1976年就有人以p: od xi a n名称作为含沸石洗涤剂进入柏林的试销市场。在这个时间里 已经很好地做完了4 A沸石有关生态和毒性安全试验工作的主要能,  而且对粒状和皮脂性污垢有特殊的去污能力。  

非离子对油性污垢有良好的去污效力,  对硬水不象大多数表面活性剂那样敏感。  

脂肪醇硫酸盐常常用来制造高泡型产品,  它有极好的去污力。 

醚硫酸盐是高泡型表面活性剂,  能耐硬水和有极好的溶解性,  兼具温和的特性。

另一方面,  脂肪醇硫酸盐和醚硫酸盐价格比较高;非离子 的泡沫非常少 ;而脂肪醇硫酸盐溶解性最差,并对硬水很敏感。