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词条 防爆沸石
释义

历史由来及化学式

防爆沸石是1956年由瑞典矿物学家Cronsted首次在玄武岩中发现,因沸石在加热至熔融时,拌有沸腾现象而得名。天然防爆沸石是沸石族矿物的总称,中文别名,硅酸铝钾盐 ; 分子筛; 人造沸石; 是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物,沸石的一般化学式为:AmBpO2p·nH2O,结构式为 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,q为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。

内部结构及化学性质

防爆沸石外观呈白色或砖红色,属弱酸性阳离子交换剂按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连,即共用一个氧原子,而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连,其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅,可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。

化学成分

SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO MnO NaO K2O LOS P2O5 SiO2 Al2O3

68.6 0.10 12.43 1.21 0.13 0.81 2.57 0.06 1.08 2.83 10.0 0.01 9.33 50~70

作用

防爆沸石有独特的吸附性、催化性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性。其孔穴和通道中的阳离子还有较强的选择性离子交换性能,可将有害的重金属离子和氰化物除掉,使有益的金属离子被释放出来,此外还具有除水中氨氮,净化水质,缓解转水现象等功能。

因此防爆沸石也被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。

防爆原理

对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”。或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加沸石,或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象,把它们称做止暴剂又叫助沸剂,沸石具有三维硅氧四面体和三维铝氧四面体独特结构,这些四面体按一定的规律排列成具有一定形状的晶体骨架。沸石的矿物骨架是一开放性的,具有很多的大小均一的通道和空腔(3~11À;)。在这些孔穴和通道中吸附着金属阳离子和水分子,这些阳离子和水分子与阴离子骨架间的结合力较弱。沸石的这种特殊结构决定了它所特有的防爆性能。 值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而沸石能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。

在水处理中的应用

防爆沸石主要用于中小型锅炉,在起到防爆作用的同时还可以用作水的软化处理,以除去水中的钙、镁离子,从而减少锅炉内水垢的生成,减轻水测金属的腐蚀,延长锅炉的使用寿命。在废水处理中,可用于除去水中的磷和铅以及六价铬。失效后的沸石可用于浓盐水逆流再生后重复使用。

目前沸石在污水处理主要应用其吸附性能,影响沸石吸附效果的主要因素有很多:沸石种类、沸石粒径、温度、污染物浓度、水力停留时间、pH 值、离子强度、改性方法等。

沸石在污水处理中主要应用于:

(1.)用于放射性废液的处理,吸附放射性同位素。

(2.)市政废水中铵离子的去除

(3.)中小型锅炉用水的软化处理

(4.)去除水中的重金属离子

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更新时间:2025/2/27 9:21:36