鈉沸石

鈉沸石是沸石的一類，為含水的鈉的鋁矽酸鹽礦物。鈉沸石的晶體為玻璃狀又細又長，或為纖維狀塊體。它們生在玄武岩岩石的空洞裡或裂縫中。鈉沸石為纖維質沸石之一員，起名於1803年，源自拉丁文“natrium”，意指成分含鈉。

基本介紹

• 中文名：鈉沸石
• 外文名：Nartolite
• 別稱：Aedelite
• 類別：鋁矽酸鹽礦物
• 化學式：Na2Al2Si3O10·2H2O
• 晶系：斜方晶系
• 硬度：5-5.5
• 發現時間：1756年
• 發現者：瑞典礦冶學家克朗斯提
• 起名時間：1803年

礦物介紹

沸石是沸石組礦物的總稱，是工業、農業、國防和尖端科學技術領域的重要原料。沸石屬於含水鋁矽酸鹽成分，其化學式可表達為“”，式中A代表Na、K、Ca、Ba、Sr等鹼金屬或鹼土金屬元素，x代表Al和si。沸石是由矽鋁氧四面體組成的架狀矽酸鹽。其鋁氧四面體中，氧原子有一價未得到中和，整個鋁氧四面體帶有負電，而由附近的Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等正離子進行電荷的平衡補償。

人們在1756年發現了天然沸石，而後逐步加深了對其特性的認知，從而獲得了日益廣泛的用途。沸石中含有大量的孔道結構，這些孔道的存在使得沸石可以蘊含大量的鹼金屬陽離子。如果通過一定的手段，將填充在孔洞中的陽離子去除，並且去除掉孔洞內部的水分子，則可以獲得一種具有大量未被填充孔洞的材料。由於沸石中的孔洞尺寸一般較小，因此小尺寸的分子可進入孔洞而大尺寸的分子無法進入孔洞之中。這種根據尺度大小來選擇性吸附分子的特性，被稱為分子篩。

礦物特性

鈉沸石為纖維質沸石之一員，化學成分為，化學組成中Si/Al的變化不大，在1.44-1.58間，有少量Na可被K，Ca等所置換。

鈉沸石

晶體結構是Si-Al-O網狀架構，屬於斜方晶系；常呈針狀且柱面結晶帶上有垂直條紋；通常為放射狀晶簇，亦為角錐狀、纖維狀、塊狀、粒狀或緻密狀，易熔，熔融後呈透明珠體。 鈉沸石

具有一個方向的優良解理，但是常因礦物晶體太小而不易辨別；硬度5-5.5；很小的比重（2.25）；外觀顏色為無色或白色，罕呈黃色至紅暈色，白色條痕；晶體呈透明至半透明，閃爍著玻璃光澤。

類似鈉沸石的礦物有鈣沸石（Scolecite），是另一個纖維質沸石，與鈉沸石構造相似但具有單斜之對稱性。

沸石在1756年首先為瑞典礦冶學家克朗斯提（B.Cronstedt）發現，沸石群礦物為一大群含水矽酸鹽類所構成，它們均具有非常相似的化學組成、共生礦物以及產狀。它們均為網狀架構之含鋁矽酸鹽，具Na、Ca、K以及含量變化頗大的H₂O占據架構之空洞。

結構中含有大約20%的水分，因水分會受熱而失去，溫度降低而再吸收，使得它在水中煮沸時會冒泡泡，容易被燒熔並成明顯的發泡或膨脹（intumescence）現象，因此便得到沸石（Zeolite）這個名稱（源自於希臘文中的“煮沸”與“石頭”兩個字）。在傳統上沸石類被視為具良好結晶的礦物，見於火成岩之孔隙或脈中。

鑑定特徵

可由礦物晶癖、比重與共生礦物來判別。鈉沸石（natrolite）、鈣沸石（scolecite）與鈣鈉沸石（mesolite）這三種沸石類礦物彼此有相關，常常在一起共生。這三種沸石都以鏈狀或針狀外形出現，十分難區分除了作詳細的礦物成分分析之外，就只能簡單的從晶型來判斷：鈉沸石與鈣鈉沸石為斜方晶系，鈣沸石為單斜晶系。

鈉沸石

產狀與產地

產狀

沸石見於玄武岩內孔洞而與其它沸石和方解石共生。其它種類的共生礦物有：霓輝石（aegirine）、鈉長石（albite）、角閃石（amphibole）、石英（quartz）等。

鈉沸石

產地

著名的產地為捷克波西米亞之奧息格（Aussig）及賽雷榭（Salesel）；法國之普伊秋（Puy-de-Dome）；義大利特倫提諾之瓦迪法沙；美國紐澤西州之伯治丘。

共生特性

基性岩漿的淺成侵入及噴發過程中形成輝綠岩-玄武岩。岩漿中大量的水熱蒸氣的逸出或封閉，使岩石產生無數完整和破裂的氣泡，岩石在冷凝收縮過程中產生無數裂隙，孔隙，這些都為岩漿期後的熱液作用提供了通道，含礦熱水溶液沿裂隙，孔隙充填，提供了良好的礦物結晶空間。熱液不斷的流動、補給，在適宜的物理、化學地質環境下，礦物不斷的沉澱、結晶。 結晶作用呈顯出一幕幕變幻無窮，不同階段出現不同物質的結晶，它的結晶作用內幕至今還有很多不為人知曉，人類在攻克礦物生成的理論與實踐中，還僅僅是一種礦物的人工合成技術，例如在高壓釜中，SiO₂溶液在籽晶片上生長石英晶體，但不能形成兩相礦物的發晶。自然界的礦物共生現象變化萬千，每一件完整的礦物晶體的共生現象，都是十分珍貴的。

鈉沸石

玄武岩裂隙，孔隙中常充填物有綠泥石、方解石、石英、葡萄石，瑪瑙、自然銅、孔雀石、赤銅礦、銅藍、綠纖石、綠簾石、沸石，沸石礦物形成粗大晶體幾率很小，一般都呈顯微粒狀集合體產出，在孔隙中形成礦物晶簇，更是十分罕見了。

作用

沸石骨架結構中含有四、五、六、八、十或十二個四面體構成的環面，形成一定大小的孔洞及管道，使得加熱脫水處理過的沸石能選擇性的吸附大小適當的分子，因此沸石又稱為“分子篩”。沸石孔洞及管道中的陽離子及水分子，由於具有相當的抗動性，使得沸石有離子交換及可逆的吸水脫水特性；同時結構中不同大小的陽離子會使得沸石孔洞的大小與極性隨之改變，也因此分子篩的功用就更富變化了。沸石除廣泛的用為吸水劑外，還套用於核能廢水中陽離子的處理及廢氣的吸收、工業廢水的處理、家庭用清潔劑的軟化劑、肥料和飼料的胺基固定劑。此外它還套用於石油煉製及石化工業上，特別是當做觸媒裂解製程以生產燃料油、汽油的觸媒。

鈉沸石

沸石除了當作固體酸性觸媒劑外，近年來更利用離子交換，將鹼性較強的離子置入其孔洞結構中，來作鹼性或酸鹼兩性的催化作用。此外，將金屬原子（特別是過渡金屬原子）置入沸石骨架空間中，如此不但可利用沸石的酸性催化作用，同時可進行原子態過渡金屬的氧化還原反應，使支撐在沸石上的金屬觸媒，同時具有酸性及氧化或還原的催化效用。

實際套用

在對蝦養殖中的運用

沸石是一種含鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽鹽礦的總稱。含有鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、銅、錳、矽等20多種常量和微量元素的鋁矽酸鹽非金屬礦物。品種較多，顏色各異，但多為多孔隙顆粒。同一品種其顆粒內有許多大小均一的孔隙和孔道。孔道的直徑隨品種而有所不同。本品具有良好的吸附性、吸水性、可溶性、離子交換性、催化性等優良性狀。 本品對氨氮、有機物和重金屬等有害物質有明顯的吸附和選擇性離子交換能力，能有效地降低池底硫化氫毒性的影響，調節水體pH值，增加水中溶氧，為浮游生物生長繁殖提供充足的碳素和具有生物活性的元素；提高水體光合作用強度，因而可作為水產養殖中的水質、池塘底質淨化改良劑和環境保護劑。

鈉沸石共生體

用法與用量

(1)魚池使用濃度為20克/立方米水體。

(2)對蝦育苗池使用粒度為60～80目，從蚤狀幼體開始，每隔2天使用1次，每次500～1000克/立方米水面，全池潑灑。

(3)對蝦養殖池作為環境保護劑時使用粒度為100～150目，用量為30～50克/立方米水面，嚴重污染的情況下可增至500克/平方米水面，撒布區以池底黑化較重或蝦群集中處為主；在養殖生產中使用粒度為40～60目，從7月下旬起每隔10～15天在食場或全池遍灑，每次用量為45～60克/平方米水面。

(4)集約化養殖池在集約化養殖池中作為除氨裝置，1千克沸石能交換去除1.2千克氨。其他養殖池的用量可參照以上酌情使用。

注意事項

①沸石槽應避免陽光直射。

②保持乾燥。

③不要與化肥或其他藥物一起存放或混合使用。

用作紙漿染色助劑

沸石能強烈地吸附基體染料，因此可成功地作為染料的一種載體用於有色紙的生產。研究表明，用沸石製得的紙的比色值比用高嶺土的要高。同時，沸石可減少染料對紫外線輻射的敏感性。

用作紙漿漂白助劑

德國專利透露，在紙漿漂白過程中沸石與所選擇的有機酸具有獨特的協同作用。在加螯合劑用過氧化物漂白木漿，廢紙漿或混合漿的方法中，於漂白段前,同時往漿料添加天然或合成沸石或薄層晶狀矽酸鹽，漿濃為15%～25%。結果表明，它們與重金屬離子形成絡合物的能力比木素的大，反之就是添加易降解的有機螯合劑，其絡合能力比添加沸石或矽酸鹽的小。用1%的沸石A和0.2%的檸檬酸鈉在pH7.2下預處理木漿，漿濃為20%，再用過氧化氫漂白，得到的漂白漿白度為70.1%，殘餘過氧化氫濃度為0.88%；而只用沸石A預處理木漿，過氧化氫漂白後，漂白漿白度為66.8%，殘餘過氧化氫濃度為0.24%；只用檸檬酸鈉預處理，漂白漿白度為64.8%，殘餘過氧化氫濃度為0.11%。