防爆沸石

防爆沸石是1956年由瑞典礦物學家Cronsted首次在玄武岩中發現，因沸石在加熱至熔融時，拌有沸騰現象而得名。天然防爆沸石是沸石族礦物的總稱，中文別名，矽酸鋁鉀鹽 ; 分子篩; 人造沸石; 是一種含水的鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽酸礦物。

基本介紹

• 中文名：防爆沸石
• 別稱：矽酸鋁鉀鹽
• 化學式：AmBpO2p·nH2O
• 別稱：分子篩

歷史由來

防爆沸石是1956年由瑞典礦物學家Cronsted首次在玄武岩中發現，因沸石在加熱至熔融時，拌有沸騰現象而得名。天然防爆沸石是沸石族礦物的總稱，中文別名，矽酸鋁鉀鹽 ; 分子篩; 人造沸石; 是一種含水的鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽酸礦物。

化學方式

沸石的一般化學式為：AmBpO2p·nH2O，結構式為 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中：A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子，B為Al和Si，q為陽離子化合價，m為陽離子數，n為水分子數，x為Al原子數，y為Si原子數，(y/x)通常在1～5之間，(x+y)是單位晶胞中四面體的個數。

化學性質

防爆沸石外觀呈白色或磚紅色，屬弱酸性陽離子交換劑按沸石礦物特徵分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種，按孔道體系特徵分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由矽氧和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點相連，即共用一個氧原子，而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連，其間至少有一個矽氧四面體。而矽氧四面體可以直接相連。矽氧四面體中的矽，可被鋁原子置換而構成鋁氧四面體。但鋁原子是三價的，所以在鋁氧四面體中，有一個氧原子的電價沒有得到中和，而產生電荷不平衡，使整個鋁氧四面體帶負電。為了保持中性，必須有帶正電的離子來抵消，一般是由鹼金屬和鹼土金屬離子來補償，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由於沸石具有獨特的內部結構和結晶化學性質，因而使沸石擁有多種可供工農業利用的特性。

化學成分

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

防爆沸石有獨特的吸附性、催化性、耐酸性、熱穩定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性。其孔穴和通道中的陽離子還有較強的選擇性離子交換性能，可將有害的重金屬離子和氰化物除掉，使有益的金屬離子被釋放出來，此外還具有除水中氨氮，淨化水質，緩解轉水現象等功能。

因此防爆沸石也被用作離子交換劑、吸附分離劑、乾燥劑、催化劑、水泥混合材料。

防爆原理

對過熱液體繼續加熱，會驟然而劇烈地發生沸騰現象，這種現象稱為“暴沸”。或叫作“崩沸”。過熱是亞穩狀態。由於過熱液體內部的漲落現象，某些地方具有足夠高的能量的分子，可以彼此推開而形成極小的氣泡。當過熱的液體溫度遠高於沸點時，小氣泡內的飽和蒸氣壓就比外界的壓強高，於是氣泡迅速增長而膨脹，以至由於破裂引起工業容器的爆炸。液體之所以發生過熱的原因是液體裡缺乏形成氣泡的核心。為了清除在蒸餾過程中的過熱現象和保證沸騰的平穩狀態，常加沸石，或一端封口的毛細管，因為它們都能防止加熱時的暴沸現象，把它們稱做止暴劑又叫助沸劑，沸石具有三維矽氧四面體和三維鋁氧四面體獨特結構，這些四面體按一定的規律排列成具有一定形狀的晶體骨架。沸石的礦物骨架是一開放性的，具有很多的大小均一的通道和空腔（3~11À;）。在這些孔穴和通道中吸附著金屬陽離子和水分子，這些陽離子和水分子與陰離子骨架間的結合力較弱。沸石的這種特殊結構決定了它所特有的防爆性能。 值得注意的是，不能在液體沸騰時，加入止暴劑，不能用已使用過的止暴劑。簡單說就是因為加熱時燒杯中的液體會向上沖，從而造成了一個個冒出來的“噴泉”，劇烈時甚至會濺出傷人，而沸石能夠有效的阻止液體的向上沖，使加熱時液體能夠保持平穩。

實際套用

防爆沸石主要用於中小型鍋爐，在起到防爆作用的同時還可以用作水的軟化處理，以除去水中的鈣、鎂離子，從而減少鍋爐內水垢的生成，減輕水測金屬的腐蝕，延長鍋爐的使用壽命。在廢水處理中，可用於除去水中的磷和鉛以及六價鉻。失效後的沸石可用於濃鹽水逆流再生後重複使用。

目前沸石在污水處理主要套用其吸附性能，影響沸石吸附效果的主要因素有很多：沸石種類、沸石粒徑、溫度、污染物濃度、水力停留時間、pH 值、離子強度、改性方法等。

沸石在污水處理中主要套用於：

（1.）用於放射性廢液的處理，吸附放射性同位素。

（2.）市政廢水中銨離子的去除

（3.）中小型鍋爐用水的軟化處理

（4.）去除水中的重金屬離子