沸石的離子交換性能

沸石的離子交換性能

離子交換是沸石的重要性能之一。在沸石晶格的孔（腔）中，K、Na、Ca和水分子等陽離子與晶格結(jié)合不緊密，容易與周圍水溶液中的陽離子交換，交換后的沸石晶格結(jié)構(gòu)不受破壞。雖然沸石濾料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在中性、酸性水中都很穩(wěn)定，但是在堿性水中沸石濾料的小量溶解，使水受到污染。據(jù)調(diào)查，斜發(fā)沸石巖石對NH4 離子的總交換量在50~220mmol/100g之間，K 離子的總交換量一般在9~26mg/g之間，少數(shù)在9mg/g以下，絲光沸石對NH4 離子的總交換量一般在50~188.73mmol/100g之間，沸石離子交換容量大于9mg/a，比沸石離子交換容量大得多，這是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他特性決定的。

沸石的耐酸耐熱性能

沸石的耐酸耐熱性能，紅花山小編整理如下：

沸石的耐酸性能：在90℃保溫四小時，鹽酸濃度為1N時沸石沒破壞；鹽酸濃度2N時沸石部分破壞。

沸石的耐熱性能：250℃時，晶格略有變化；500℃時，晶格基本破壞；750℃時，晶格完全破壞；實驗證明，其晶格破壞溫度為250～500℃，灼燒時間為4小時。

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天然沸石孔隙直徑為0.3～1.1nm，聚合物分子鏈直徑約為0.218nm，聚合物分子鏈直徑小于天然沸石孔隙直徑時，才可以在天然沸石孔道內(nèi)，形成多層吸附，導(dǎo)致天然沸石聚合物吸附量遠(yuǎn)大于油藏砂巖的吸附量。

聚合物在天然沸石顆粒表面的多層吸附，相當(dāng)于在顆粒外表形成了一個由聚合物分子組成的包裹層，這使得天然沸石顆粒的視體積增大、被補集的概率增大，但顆粒同時也表現(xiàn)出“黏彈性”，當(dāng)其遇到孔隙喉道時發(fā)生形變，從而減少被補集概率，這種“捕集-釋放”過程會增大流動阻力。從希波克拉底袋到現(xiàn)在的濾池沸石濾料發(fā)展世界上古老、原始的水過濾設(shè)備是濾水布袋，它是在公元前460-354年間由希波克拉底推薦的，叫“希波克拉底袋”。

此外，吸附在天然沸石顆粒外表和孔隙內(nèi)表面的聚合物分子鏈間會發(fā)生纏繞，這會增大天然沸石顆粒在孔隙內(nèi)的流動阻力。

天然沸石的工業(yè)加工方法

天然沸石的工業(yè)加工方法

天然沸石工業(yè)加工過程中，按照一定的粒徑標(biāo)準(zhǔn)將天然沸石原礦粉碎，然后將其放置到鹽酸亦或者是硫酸的溶液中浸漬適當(dāng)?shù)臅r間，在其充分的中和反應(yīng)之中再把該礦體以水作為介質(zhì)進(jìn)行煮沸的加工，在煮沸達(dá)到滿意的效果之后再將該礦樣進(jìn)行干燥以及焙燒的處理，如此一來，在這一系列的處理程序之后，天然沸石的離子吸附能力以及交換能力均得到質(zhì)的提升。沸石的陽離子交換性能：NH4＋交換容量(mmol/100g)蕞高蕞低一般或平均：150109127。

在處理過程中，需要對天然的原礦進(jìn)行粉碎，粉碎的標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到5～80目的范圍,因為處理的粒徑在超過5目時對其進(jìn)行浸漬的處理時并不能很好的浸透到晶體的內(nèi)部之中，也不能清除孔道結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和可溶性物質(zhì)，會對后期離子交換性能產(chǎn)生影響。如果粒徑小于80目，使用過程中不能滿足要求，顆粒過小易被吹散，成品率和經(jīng)濟(jì)效益較低。另外，從有機(jī)物和TkN的去除效果來看，沸石作為濾料的曝氣生物濾池效果優(yōu)于砂濾料。處理過程中應(yīng)用的酸濃度一般控制在4%～10%內(nèi)，浸漬時間在10h～20h內(nèi)，有效去除可溶性物質(zhì)和雜質(zhì)。經(jīng)上述方法處理過的沸石，需要再經(jīng)過干燥和焙燒步驟，避免殘留在孔道內(nèi)的水分破壞到晶體的結(jié)構(gòu)，因為如此會對礦樣原本的吸附能力產(chǎn)生不可控的影響，焙燒溫度控制在250℃～500℃