環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界上人類(lèi)面臨的最重要的問(wèn)題之一,已得到世界各國(guó)的高度重視。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題變得日益突出。在環(huán)境保護(hù)和治理方面,世界上許多國(guó)家,特別是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)非金屬礦物在環(huán)保上的應(yīng)用非常重視。其中非金屬礦——Zeolite倍受青睞。
沸石是一族含水的、具有連通孔道、呈架狀構(gòu)造的堿或堿土金屬的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物,于1756年由瑞典礦物學(xué)家Cronstedt首次發(fā)現(xiàn),因其加熱時(shí)出現(xiàn)發(fā)泡沸騰現(xiàn)象被命名為“沸石”。
我國(guó)沸石資源十分豐富,自1972年發(fā)現(xiàn)縉云沸石礦床以來(lái),相繼在全國(guó)22個(gè)省、市、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)400多個(gè)礦床,控制遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約30億噸,居世界第前列。沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),具有吸附性、離子交換性、催化性和耐酸耐熱等性能。此外還具有化學(xué)反應(yīng)性、遠(yuǎn)紅外輻射性、可逆脫水性等工藝性能。目前,沸石已廣泛應(yīng)用于土壤修復(fù)、黑臭水體治理、綠色建材、農(nóng)業(yè)、石油化工、建筑材料、陶瓷、冶金、醫(yī)藥、催化劑、洗滌助劑、日用化工等領(lǐng)域。其中,隨著環(huán)境污染問(wèn)題的突出,且沸石的選擇性、可調(diào)性、安全性等優(yōu)點(diǎn),使得沸石在環(huán)境治理方面的應(yīng)用越發(fā)廣泛。
沸石具有特殊的四面體結(jié)構(gòu),因而有較大的表面積和較高的離子交換和吸附能力,使沸石在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。沸石可去除廢水中有機(jī)污染物,去除氨氮,去除懸浮物,藻類(lèi)等,降低出水濁度。而且還能去除水中重金屬離子。國(guó)外專(zhuān)利(J52034549)介紹,將斜發(fā)、絲光沸石改型為Na型、NH3型沸石后,利用其對(duì)溶液中某些離子有“離子篩”的作用,處理有色金屬礦山、冶煉廠、化工廠排入的含重金屬離子的廢水,然后通過(guò)解吸回收金屬。例如國(guó)投盛世研發(fā)的沸石水處理技術(shù),是選用高品位天然沸石經(jīng)過(guò)活化、改性復(fù)合而成的多功能污水處理新材料,具有極大的比表面積、極強(qiáng)的吸附能力和離子交換能力,對(duì)污水中的有機(jī)污染物具有吸附和催化降解能力,對(duì)重金屬等物質(zhì)污染物具有極強(qiáng)的吸附固化能力,在污水中具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,而且不分解、不變質(zhì),不污染水體。
從化工、輕工、涂料、運(yùn)輸業(yè)排放的碳?xì)浠衔铩⒘蜓酢⒌?、一氧化碳、硫化氫等是污染大氣的主要有害氣體。沸石對(duì)這些氣體有良好的吸附、凈化功能,特別是在低溫范圍內(nèi)具有其它吸附劑所不具備的吸附能力。如在天然氣生產(chǎn)過(guò)程中,用沸石的選擇性吸附,分離出天然氣中的H2O、CO2、SO2等有害雜質(zhì),提高天然氣的純度,減少燃燒時(shí)的污染;人們還用沸石從合成氨的廢氣中回收氨;從硫酸廠的廢氣中去除H2S;用于氯堿工業(yè)中氫氣的凈化,可使氫氣中汞脫除到0.1ppm以下。
此外,天然沸石有很強(qiáng)的耐核子裂變幅射的能力,能防止核廢料的泄漏,控制放射性污染。作為環(huán)境材料,沸石還可以替代STPP作洗滌助劑,作造紙?zhí)盍稀⒖咕牧?、飼料添加劑、除臭劑、過(guò)濾劑、保鮮劑、懸浮劑等。
著名礦物學(xué)家穆普頓曾指出:由于全球性環(huán)境調(diào)節(jié)及環(huán)保需要,20世紀(jì)70年代人類(lèi)進(jìn)入“沸石世紀(jì)”。沸石以卓越的環(huán)境凈化、修復(fù)、替代功能,以及價(jià)廉易得、制備簡(jiǎn)單且無(wú)二次污染的優(yōu)勢(shì)使它在環(huán)境治理中擁有廣泛的應(yīng)用前景。我們應(yīng)充分發(fā)揮我國(guó)沸石的資源優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)對(duì)沸石的研究,研制出附加值更高的沸石新材料,從而產(chǎn)生更好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。