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(yáng)離子與晶格結(jié)合不緊密，容易與周圍水溶液中的陽(yáng)離子交換，交換后的沸石晶格結(jié)構(gòu)不受破壞。據(jù)調(diào)查，斜發(fā)沸石巖石對(duì)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(duì)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。

沸石濾料粒徑選擇

采用較粗的沸石濾料進(jìn)行上向流過(guò)濾完全能夠達(dá)到預(yù)期的效果。采用0.63-1.60mm或0.71-2.00mm（自然級(jí)配）的沸石濾料，濾層厚82-85cm，水溫6-27℃，進(jìn)水濁度為30NTU左右等情況下，能獲得平均濾速為16-18m/h、平均濾后水濁度為1NTU左右、周期達(dá)14-24小時(shí)的好效果。

摒除小粒徑小于0.63mm和大于0.71mm的濾料，而選中0.63-1.60mm和0.71-2.00mm的濾料是因?yàn)檫@兩種濾料能理想地滿足上向流過(guò)濾的高濾速、長(zhǎng)周期、好水質(zhì)、易沖洗等要求。

選用0.56-2.00mm粒徑的濾床做實(shí)驗(yàn)，濾床中粒徑為0.56mm的濾料，水溫在28.6℃時(shí)，其很 限上向流過(guò)濾濾速（維持濾層表面剛好不膨脹的濾速）為18.41m/h,而且隨水溫的降低而降低。故用小粒徑小于0.63mm的濾料進(jìn)行上向流過(guò)濾不能獲得高濾速。而雖然小粒徑大于0.71mm的濾料可以獲得很高的濾速而不膨脹。如濾層中小粒徑為0.80mm，水溫在24℃時(shí)，很 限濾速可達(dá)45m/h，但要達(dá)到平均濾速20m/h以上且保障出水水質(zhì)時(shí)，濾層厚度需在90cm以上，反沖洗強(qiáng)度則要在21L/（㎡*s）以上。分析其原因是：如果將濾料按理想球體計(jì)算，各種粒徑的濾料所構(gòu)成的單個(gè)孔隙斷面積之比是其粒徑的平方比。粒徑為0.80mm的濾料所構(gòu)成的單個(gè)孔隙斷面積分別是粒徑為0.71mm和0.63mm的1.27倍和1.61倍。

沸石的前景展望

沸石的前景展望

沸石由于具有吸附性、離子交換性、催化性、耐酸性和熱穩(wěn)定性，同時(shí)具有較大的比表面積, 能夠有效地去除有機(jī)物、氨氮、重金屬離子、氟和磷, 并且在使用和處理過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，是一種環(huán)境友好材料，因此在水處理中具有較好的應(yīng)用前景，特別是把沸石作為生物濾料，能夠把天然沸石的吸附性、離子交換性能與濾池的過(guò)濾、吸附和生物代謝功能有機(jī)結(jié)合起來(lái)，更好地去除污水中的NH3N、有機(jī)物、SS和色度等。我國(guó)沸石儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，且沸石價(jià)格合理，每噸生料僅數(shù)百元，為活性炭市價(jià)的20%。 因此把沸石應(yīng)用到水處理中，具有很大的潛力。

沸石材料在造紙領(lǐng)域的應(yīng)用

1、特殊紙張涂料顏料：精細(xì)斜發(fā)沸石和絲光沸石用有機(jī)涂層和復(fù)合混合涂層涂布在紙上，該涂層具有耐光性、耐熱性、抗Jun性和著色性的特征，噴墨紙涂料可以通過(guò)與膠體硅顏料混合來(lái)制備。

2、特殊家用紙張?zhí)砑觿悍惺梢杂米飨懔?、殺菌劑、除臭劑、保濕劑和阻燃劑載體等。通過(guò)將改性沸石用于家用紙?zhí)砑觿?，可以生產(chǎn)出一系列具有各種功能特性的紙制品。

3、無(wú)機(jī)或合成纖維改性劑：沸石粉末是通過(guò)在一定溫度下將沸石粉末與生物纖維或粘膠纖維干混合以制備沸石改性劑來(lái)制備的。將通過(guò)將改性沸石與水混合制備的分散體與無(wú)機(jī)或合成纖維混合，以將改性沸石粘附到纖維上，形成改性纖維。干法或濕法生產(chǎn)的非紡織或無(wú)機(jī)紙可以提高其強(qiáng)度、柔軟度和高吸附性。用于特殊包裝材料、工業(yè)過(guò)濾材料、保溫材料等。與天然沸石產(chǎn)品相比，斜發(fā)沸石具有更高的純度、白度、比表面積和吸附性能。用于造紙?zhí)盍虾皖伭系漠a(chǎn)品主要是硅酸鈣、硅酸鋁、硅鈦和鋁鈦的復(fù)合物。 研究表明：紙張?zhí)盍虾皖伭峡梢再x予紙張高的不透明度，吸墨性和良好的整理效果，并且可以用于低量高填充紙?zhí)盍虾洼p質(zhì)涂布的印刷紙顏料。