天然絲光沸石經改性可增強其陽離子交換能力。在靜態條件下，研究了改性Na型沸石顆粒處理含重金屬離子礦井水時，沸石用量、pH值、溫度、離子共存等因素對離子交換效果的影響并作出分析。

?一、背景闡述

我國煤炭以井下開采為主，煤炭在開采和利用過程中產生的環境問題是十分嚴重的，其中水污染是突出的環境問題之一。根據不完全統計，全國煤礦年排放礦井水約2.2Gm3。因礦井水含有大量的煤粉、巖石粉塵等懸浮物雜質，特別是含有大量重金屬等污染物，這些含重金屬的礦井水的外排會造成河流湖泊水體污染，會對人和生物的生存造成嚴重的危害。去除水體中的重金屬離子有許多不同的方法，主要有化學沉淀法、離子交換法、生物吸附法、電解法等。其中離子交換過程吸附重金屬離子應用較為廣泛。目前常用的離子交換吸附材料主要有纖維和樹脂，但是傳統吸附材料再生成本高，制約其發展。

天然絲光沸石具有一定的離子交換性能，且其來源廣泛，價格合理。應用天然多孔沸石材料進行離子交換吸附去除礦井水中重金屬離子的研究，逐漸引起人們的關注。

?二、實驗方法與結果

破碎篩分處理：絲光沸石原礦經過破碎機破碎，篩分制成20~40目、40~60目、60~80目、80~100目、100~120目幾個粒級試樣供試驗使用。

改性處理：取絲光沸石樣品用10%HCl浸泡1h，再用1mol/LNaOH浸泡1.5h，最后用1mol/LNaCl水溶液在60℃恒溫中浸泡天然沸石3h，所制得的沸石再用去離子水反復沖洗沸石，直至無Cl-，放入烘箱中100℃烘干，然后放入馬弗爐在400℃焙燒活化2h制得各個粒級Na型沸石。

試驗結果表明：Na型沸石反應時間越長，對重金屬離子去除率就越高，當反應時間在80min以上，Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+去除率基本上不再增加。因為當反應時間為80min時，隨著大量的重金屬離子占據Na型沸石孔道和骨架上的鍵位，反應速率逐漸降低，反應已達到平衡。因此，實驗的最佳反應時間為80min。

隨著Na型沸石粒度的減小，礦井水中的重金屬離子去除率逐漸增大，但粒度小于80目大于100目之后，去除率增大的幅度不大，并且考慮到粒度較細的Na型沸石脫水困難，下面的實驗均選用粒度為80~100目的Na型沸石。

煤礦礦井水既是一種具有行業特點的污染源，又是一種寶貴的水資源。應用改性Na型沸石處理煤礦礦井水效果好，處理后可作為煤礦及工業用水、生活用水及其它用水，不僅解決了礦區缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，具有明顯經濟、環境和社會效益，有利于煤炭產業和礦區經濟的可持續發展。