在各行各業中,過濾是生產和凈化過程的重要組成部分。通過各種分離過程,液體和氣體可以通過天然沸石過濾較大顆粒的多孔物質時被過濾。沸石孔徑可以低至 0.01 微米,小到足以防止病毒通過。
在自然界中,當火山巖或火山灰與堿性水相互作用時會形成沸石。該反應可以產生由鋁硅酸鹽(如鋁、二氧化硅和氧)制成的結晶和微孔結構。?在各種應用中,天然沸石可用于吸附水分和其他分子。在大麻工業中,沸石可以吸附葉綠素等色素以澄清大麻濃縮物。天然沸石有大約40種不同的形式。這些形式中的每一種都具有獨特的成分,會影響其吸附分子的方式。最常見的沸石類型是斜發沸石。
通常,沸石非常擅長陽離子交換,從溶液中去除溶解的離子并用具有相似電荷的其他離子代替它們。本質上,它可以替代溶液中不需要的化合物。由于其天然過濾能力,沸石用于多種應用,例如農業、水凈化、過濾、動物營養和人類健康。沸石能夠結合諸如汞、鎳、砷和鎘重金屬等陽離子并釋放磷酸鹽、鎂或鈣。陽離子交換特性因沸石類型而異。由于其潛在的雜質,天然沸石中的陽離子交換通常比合成沸石弱。合成衍生的沸石由二氧化硅、鋁和氫氧化鈉的加熱溶液制成。
天然因其眾多優點而被廣泛用于工業應用,包括:高孔隙率;高表面積;微晶結構;耐磨。技術人員可以同時使用一種特定的過濾介質或幾種不同的介質(多介質過濾器)以實現更有效的過濾。過濾介質可以使用不同密度和尺寸的材料分層。通常,沸石可以根據不同孔徑從細到粗介質分層。當液體通過時,介質之間的孔隙和間隙會捕獲太大而無法通過的顆粒。
雖然沸石這種過濾介質在市場上廣受好評,但天然沸石已被用于需要天然和生態過濾方法的各種應用中。以下是一些最常見的沸石應用。
農業:沸石可用于改良土壤用于農業用途。在土壤中,它可以在下雨或澆水時保持水分和養分,并作為緩釋肥料逐漸釋放。它用于改善土壤酸度,以及水分利用效率和養分利用效率,從而不可避免地減少地表水和地下水的污染。
廢水處理:由于沸石的天然離子交換特性,這種介質被用作工業水凈化和廢水凈化(如化糞池或污水處理廠)的天然替代品。它可以吸附鉛或砷等重礦物質和鐵、銨和鋅等陽離子。
游泳池:沸石是用于凈化游泳池的常用過濾介質,是沙子的替代品。它提供更好的水質和更低的維護。它可以分離高達5微米的顆粒,并通過離子交換吸附毒素。結果,氯胺和石灰等顆粒被去除,留下清澈純凈的水。
飲用水過濾:沸石是一種常用的飲用水凈化材料。它通過離子交換去除高達 5 微米的毒素和重金屬。從水中去除化學物質可以使其可飲用且味道更清潔。
氣體過濾:沸石可用于過濾氣體。這種過濾介質可以去除氣體中的濕氣、氨氣、難聞的氣味和其他毒素。由于其分子篩結構,天然沸石可以去除氣流中的水分。
建造:幾個世紀前,沸石凝灰巖被用作建筑材料的添加劑。在當今的水泥工業中,天然沸石是一種常見的火山灰,有助于提高水泥的性能。從本質上講,它將水泥粉末和水之間的水力反應過程中產生的氫氧化鈣副產品轉化為水合硅酸鈣,一種將混凝土材料粘合在一起的膠水。
動物飼料:天然沸石如斜發沸石通常用于牲畜的食品補充劑。它們用于吸附霉菌毒素和重金屬、治療腹瀉和調節銨水平。它們可用于豬、牛、雞、牛、魚的飼料中,比例在 1% 到 3% 之間。
健康:盡管研究有限,但沸石是一種流行的礦物質,可用于多種健康益處。人類食用沸石可用于治療腹瀉、清除體內毒素和或很大幾率治療癌癥。通過陽離子離子交換,沸石被認為可以吸附毒素并將有益礦物質釋放到體內。它已被局部用于腳部,以減少汗水和難聞的氣味。它也被用于美容目的,從皮膚中吸出雜質。