цеолитовый туф что это
Цеолит: что это такое и для чего он нужен (применение)
Цеолиты: что это такое?
Возможно, вы слышали про камни цеолиты, но что это такое так и не выяснили.
Свое необычное название – «кипящий камень», он получил из-за того, что при погружении в воду на поверхность начинают подниматься мелкие пузырьки.
Этот минерал, впервые описанный учеными два столетия назад, сегодня обеспечил себе широкое использование в различных сферах благодаря своим многочисленным полезным свойствам.
Цеолит минерал: формула, состав и свойства
По своему происхождению этот широко распространенный минерал относится к осадочно-вулканическим, который образуется в результате взаимодействия продуктов лавы и горных пород.
Уникальными эти светлые кристаллы, которые могут быть как матовыми, так и с перламутровым оттенком, делает их очень необычный состав.
Он содержит в себе оксиды таких элементов, как Калий (K), Кальций (Ca), Магний (Mg), Марганец (Mn), Алюминий (Al), Натрий (Na), Железо (Fe), Кремний (Si), Титан (Ti).
Другие химические вещества представлены в меньшем количестве.
В состав цеолита входит 10% воды и 4% полевых шпатов.
Кристаллическая структура минерала представляет собой каркас из тетраэдров (оксиды Si и Al), в полостях которых располагаются молекулы H2O. Такая решетка отличает цеолит, свойства которого очень разнообразны и интересны:
Именно такими уникальными свойствами минерал заслужил высокую популярность в применении на самых разных производствах.
Месторождение цеолита
Цеолит природный добывают практически повсеместно. На сегодняшний день функционирует приблизительно тысяча месторождений, где производится добыча этого минерала. Они расположены в Северной Америке, Европе, Новой Зеландии и Африке, Японии и Исландии. Богата его залежами и территория Российской Федерации. Самые крупные места добычи расположены на Чукотке и Сахалине, в Красноярском и Хабаровском крае, в Кемеровской области.
Сам процесс добычи хорошо налажен и не вызывает сложности, так как залегание породы неглубокое.
Сложности возникают с последующей обработкой, когда необходимо отделить кристаллы.
Не облегчает задачи и тот факт, что обычно в одном месторождении встречаются образцы, которые обычно вместе не используются, и приходится уделять время их сортировке.
Синтетический цеолит: что это?
Оценив полезные качества этого минерала, ученые стали проводить различные опыты и вывели метод получения синтетического материала.
В условиях лаборатории создали синтетический цеолит, который полностью повторяет все физические свойства натурального.
Для его изготовления применяли следующую схему:
Но наука не стоит на месте, и сейчас разработаны разные способы получения этих кристаллов, выбор которых зависит от последующего использования цеолита.
Возможность вводить в кристаллическую решетку ионы необходимых элементов привела к получению таких минералов, которые отсутствуют в природе, а их применение связано с одной конкретной промышленной сферой.
Применение цеолита камня
Применение камня цеолита очень разнообразно.
Такую востребованность в самых разных областях легко объяснить его свойствами:
Препараты на основе цеолитов стали незаменимыми и наиболее эффективными для того, чтобы очищать организм от воздействия радиации. Такие добавки способствовали лучшему выведению стронция и цезия.
Широко его использование и в бытовой сфере. Цеолитовый наполнитель часто используется для лотков домашних животных или в аквариумах. Он хорошо впитывает влагу и не дает распространяться неприятным запахам.
Поэтому его применяют и для поддержания чистоты и свежести в холодильниках.
Синтетический и природный материал постоянно используют в строительной сфере, добавляя при изготовлении различных плит и покрытий.
Цеолит: польза и вред для человека
Польза этого минерала для организма человека доказана специалистами.
Препараты на его основе применяют, когда нужно комплексное лечение органов пищеварения (например, язвы желудка).
Однако использовать такие лекарства можно только после консультации с врачом.
Содержащиеся в нем в большом количестве минеральные вещества помогают восстановить баланс этих элементов.
Благодаря этому улучшается общее состояние человека, укрепляется нервная система, повышается выносливость.
Его используют для предупреждения таких заболеваний как бронхит, гайморит, пиелонефрит, псориаз и других.
Он является основой для такой биологически активной добавки, как «Литовит», которая выпускается в различных лекарственных формах (таблетки, порошок, капли, гранулы) и применяется при следующих проблемах со здоровьем:
Помните, что «Литовит» — это не основное лекарство, а лишь добавка, которая поддерживает организм человека.
Поэтому крайне опасно заниматься самолечением и следует учитывать, что для улучшения здоровья подходят только определенные разновидности этого минерала.
Цеолит для воды: применение камня
Вода, которую пропускают через цеолитовый фильтр, не только очищается от различных вредных и опасных для здоровья примесей, но и насыщается полезными микроэлементами.
Очищенная жидкость подходит и для бытовых, и для пищевых нужд. В ней значительно снижается содержание жестких солей.
Приобретя в аптечном киоске камушки в упаковке, вы сможете самостоятельно очищать воду.
Просто выложите горсть камней в банку объемом 3 литра и заполните ее водой. Через 12 часов вы можете употреблять очищенную жидкость.
Главное, не забывайте просушивать гранулы, а через 2-3 месяца заменять их на новые, выбрасывая те, что накопили в себе много примесей.
Такой наполнитель часто используют и в промышленных масштабах, очищая различные водоемы и воду на производствах.
Таким образом вода отлично обеззараживается, не зарастает водорослями и остается пригодной для использования.
Для такой работы чаще используют синтетический материал.
Цеолит для растений и животных: применение
Цеолит активно используется и в сельском хозяйстве, где его польза для обогащения растений полезным веществами очень высока.
Его вносят в почву, чтобы обогатить ее необходимыми для активного развития посадок микроэлементами.
Эти камушки увеличивают пористость земли, что способствует лучшему развитию корневой системы.
А также позволяют не допустить пересушивания, так как хорошо впитывают влагу, не давая ей уйти глубоко в грунт.
Специальные смеси, содержащие цеолит, используются в качестве удобрения как комнатных, так и садовых растений.
Это помогает укрепить иммунитет и повысить сопротивляемость различным болезням и вредителям. Свои полезные свойства препарат сохраняет на протяжении нескольких лет.
Отлично показала себя и добавка с содержанием цеолита, используемая для прикормки домашних животных.
Так, домашний скот получает массу необходимых для развития и роста минеральных веществ, которые, например, увеличивают количество даваемого молока коровами или увеличивают яйценоскость у домашней птицы.
Цеолитовый туф что это
Вот и пришла пора описать непосредственно о самом цеолитовом туфе.
Обычный цеолитовый туф имеет фракции от 0 до 5мм, т.е. от муки до более крупных камешков.
Способы применения цеолитового туфа в быту смотрите по ссылке: https://dnevniki.ykt.ru/%D1%81%D0%BD%D0%B0%D0%BA/1038380#more здесь указано 101 способ.
Ну, а сейчас с приходом осени, расскажу Вам об эффективности применения при хранении овощей и фруктов.
При хранении овощей и фруктов в обычных хранилищах (погреб, холодильник и т.д.) основной причиной потери овощей и фруктов является избыточная влага и развитие патогенной микрофлоры.
Поскольку избыточное количество влаги приводит к возникновению усиленного дыхания, образованию гнилостных бактерий, снижению содержания сухого вещества, резкому ухудшению качества продукции, непосредственным потерям хранимых овощей и фруктов — регулировать ее появление на хранимой продукции крайне важно.
Цеолит убирает лишнюю влагу, поглощает этилен, выделяемый плодами. Он также обладает бактерицидными свойствами. Наряду с этим цеолит предотвращает увядание овощей и фруктов, не допуская пересыхания кожуры.
Для хранения в первозданном виде любой плодоовощной продукции (картофеля, моркови, свеклы, различных фруктов и т.д.) Цеолит-Хонгурин оказывается дешёвым и эффективным средством.
Цеолитовый туф благодаря своим уникальным свойствам является природным, экологически чистым антисептиком для хранения овощей и фруктов.
И так, есть два способа хранения овощей и фруктов:
1. Припудривание. Для этого нам понадобится цеолитовая мука, ей припудриванием овощи и фрукты, после этого оставляем на хранение.
2. Цеолит в хранилище. Для этого цеолитовый туф сыпим послойно. Первый слой составит 5-10 см. затем через каждые 10-15 см. сыпим туф толшниной е более 1 см.
И все. Потери при хранении с цеолитовым туфом снизится до 2%, если же без добавки цеолитового туфа она достигает до 40% потерь.
Также, цеолитовый туф используют в жилом помещении для очистки воздуха. Для этого цеолит помещают в ситцевый мешок и ставят по углам комнаты.
Я использовал цеолит в качестве фильтра для воды. Посыпал примерно 3 кг в ситцевый мешок, сшитый вручную самим. После дождей, как заполнялись бочки для полива растений, бросал на дно бочки. Конечно, супер чистым, ионизированным она не получалось, для этого необходима другая система очистки. НО после трех дней, как она находилась в воде, я ее вытаскивал и сушил на солнце. Так вот, цвет цеолита становился коричневатым, а это говорит о том, что даже дождевая вода была грязной. После просушки, цеолит снова приобретал свой матово-салатовый цвет (и почему в школе на уроке рисования эти цвета не выучил:(). В общем, цеолит вновь приобретал первозданный вид и свойства. Все лето таким вот дедовским способом обрабатывали воду.
Воду применяли в основном для полива растений, на мойку посуды, полов, и стирку одежды.
Вулканический и осадочный цеолит: в чём разница?
Вулканический цеолит имеет происхождение в ходе деятельности вулканов, а также образования магматических горных пород. Этот минерал имеет достаточно однородную кристаллическую структуру в пределах одного месторождения без большого количества примесей. Цеолит осадочного типа часто встречается в месторождениях других минералов. Следует понимать, что активированный это тоже осадочный цеолит. Вулканический цеолит при использовании в химии, нефтехимии, медицине и других отраслях, где нужна однородность и стабильность его свойств предпочтительнее. В то же время активированный цеолит содержит в своём составе большое количество других кристаллических структур и минералов, которые имеют схожие с клиноптилолитом адсорбирующие свойства.
Часто применяется в сельском хозяйстве, животноводстве. Основное использование цеолитов в промышленности основано на эффекте молекулярного сита. Это свойство, которым обладает минерал, позволяет им удерживать одни химические вещества и пропускать другие через себя. Применяется в процессах фильтрации, адсорбции и ряде других. Действительно, если посмотреть на молекулярную структуру этого минерала, можно увидеть, что она представляет собой ячейки, вокруг которых сосредоточены атомы молекул алюмосиликатных соединений. Кроме этого у них есть и немало других интересных свойств, которые исследуются учёными.
Производство цеолитов в России
.
На территории страны имеется четырнадцать разведанных месторождений. Основную массу добывающихся в России цеолитов составляю клиноптилолиты — горные породы, образованные кристаллами алюмосиликата кальция, натрия или калия. Имеются месторождения с характерной кристаллической структурой — шабазитового типа, феллипситового и других. Месторождения имеют широкую географию и расположены от Поволжья до Камчатки. В основном это клиноптиллолиты вулканического типа. Ныне разведанные запасы составляют сотни миллионов тонн. Объёмы добычи, несмотря на востребованность, не такие большие. Лидером по добыче этого минерала является Китай — там в год добывается около двух миллионов тонн. Также добывают его Япония, Корея, США, Турция и другие страны. Значительная часть добывающегося сырья в России идёт на экспорт.
Вулканический цеолит для растений в садоводстве.
Его используют в сельском хозяйстве, внося в почву вместе с органическими и минеральными удобрениями. Благодаря пористой молекулярной структуре этот минерал способен удерживать некоторые химические элементы, например — ионы аммония. Это предотвращает образование в структуре растений большого количества нитратов и нитритов. А также способствует более равномерному усвоению растениями солей аммония из почвы в течение всего срока жизни. Удерживание ионов аммония — одно из характерных свойств клиноптилолита. Эффективность была доказана в ходе исследований. Было определено, что при внесении его в виде органоминеральной композиции у растений повышается урожайность, устойчивость к пестицидам. Наверняка многим знакома проблема, когда при внесении азотных удобрений происходит вытягивание растений, а завязывание плодов тормозится. Это происходит из-за того, что соли аммония в слишком большом количестве усваиваются из почвы. Клиноптилолит позволяет избирательно их удерживать и замедлить этот процесс. В результате эффективность внесения органических и минеральных азотных удобрений повышается.
Применение цеолитов в животноводстве.
В животноводстве клиноптилолит используют в двух видах: как пищевую добавку и как фильтр. При использовании в качестве фильтра он даёт фильтрацию неприятных запахов. Например, будучи включён в состав наполнителя для кошачьих туалетов, он позволяет избавиться от запаха в несколько раз эффективнее, чем если бы это был просто наполнитель на основе опилок. Животные гораздо лучше чувствуют себя, если у них в помещении нет неприятного запаха от подстилки. Поэтому часто цеолит включают в состав подстилки из опилок или соломы. В качестве пищевой добавки он позволяет:
Особенно он эффективен для молодых животных. Цеолитсодержащие туфы используются в животноводстве как в России, так и в США, Германии и Японии.
Использование в медицине и химии.
Цеолит используют в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве катализатора химических реакций. Он может быть использован также в виде модифицированных электродов. В медицине его используют в кислородных аппаратах, которые позволяют отфильтровывать из состава воздуха азот и другие газы и подают больному на кислородной терапии обогащённую кислородом смесь для дыхания. Используется он и в космосе — на обитаемых космических станциях он является частью системы жизнеобеспечения космонавтов. Компания «ЦЕО ГРУПП» производитель вулканического цеолита в России. В продаже имеется также и активированный. Можно купить цеолит как мелким оптом, например, в мешках по 25 килограмм, так и крупными партиями. Имеется фасовка биг-бэг весом 1 тонна, что упрощает погрузочно-разгрузочные работы при использовании кранового оборудования.
Применение цеолитов
Цеолиты как полезное ископаемое имеют необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Они применяются в нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки питьевых и техничских вод, для извлечения радионуклидов, в качестве катализатора, в строительстве, для улучшения почвы, в качестве удобрения, для подкормки животных и т.д
Применение цеолитов в промышленности
Цеолиты широко применяются и в промышленности. Наиболее перспективная область их использования — очистка промышленных газов, производство моющих средств и дезодорантов. В строительной индустрии их добавляют в производство цемента стеновых материалов, теплоизоляционных изделий. Поэтому геологи называют цеолиты «самыми интеллектуальными минералами «Одной из серьезных проблем является нейтрализация выхлопов двигателей, дымовых газов, причем если дожиг СОз осуществить просто, то восстановление оксидов азота до N2 представляет сложную задачу. Перспективным оказалось нанесение Fe или Си на пентасшш с ионами РЗЭ: почти 90% NOX превращается в Кз при 350°С. Цеолитовый наполнитель является продуктом переработки природного цеолита и представляет из себя мелкодисперсный неорганический ионообменник, позволяющий удалять из воды разнообразные примеси, в т.ч. ионы металлов, в особенности ионы жесткости. Добавка цеолитового наполнителя в рецептуры моющих и чистящих средств значительно улучшает пенообразование поверхностно-активных веществ, входящих в их состав, за счет быстрого и локального умягчения (т.е. связывания ионов жесткости) воды микрочастицами цеолита. Достаточная механическая прочность частиц цеолитового наполнителя обеспечивает великолепный эффект механического удаления загрязнений с поверхностней, но вместе с тем не допускает абразивного их повреждения. Моющие или чистящие средства на основе цеолитового наполнителя являются экологически чистыми и безвредными для природы, поскольку позволяют отказаться от таких вредных умягчающих добавок как фосфаты и т.п. Доступность, экологическая чистота и низкая стоимость цеолитового наполнителя делают его применение в производстве моющих и чистящих средств очень выгодным, Основные направления использования: молотый цеолит вводится в цемент для улучшения его свойств и для создания среды порообразования. Начиная с древности цеолитовый туф использовался в строительстве как штучный камень. В настоящее время применяется как добавка в цемент или легкий заполнитель. Температура вспучивания порядка 1200°С, однако прочность выше, чем у вспученного перлита. nike air force 1 Туф для производства пенистых и ячеистых материалов. Обломки туфа cмешиваются с доломитом и смесь подвергается автоклавному твердению. 1 2. Туф для производства пуццолановых цементов. При введении добавки связывается свободная известь. Получение монолитного материала, пригодного для строительных целей. Порошковатые и пылевидные отходы карьерного и дробильного производства были подвергнуты гидротермальной обработки в камерах, предназначенных для автоклавного твердения строительных блоков. В результате был получен твердый пористый камень, по сорбционным свойствам аналогичный природному цеолиту. Временное сопротивление сжатию выше 20 МПа. В Японии используется как добавка к глинистому наполнителю. В результате добавления цеолита получается воздухо-проницаемая бумага, способная сорбировать запахи. Для этой цели используются клиноптилолитовый туф. Если клиноптилолит имеет белую окраску, то он широко используется для получения оберточной пищевой бумаги.
Применение цеолитов в сельском хозяйстве
Исследования в области применения цеолитов выявили широкий спектр их использования в сельском хозяйстве. Например, при добавлении минералов в рацион домашних животных и птиц они повышают жизнестойкость и иммунитет. Цеолиты также предохраняют корма в процессе хранения от плесени. Растениям минералы помогают бороться с засухой. Они поглощают воду из почвы, удерживают ее длительное время и постоянно снабжают растения влагой в засушливый период. Внесение цеолитов в почву повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 20-30 процентов. При этом получаемая продукция остается экологически чистой.
Пищевые добавки
Цеолиты в удобрениях
Применение цеолитов в охране окружающей среды
Цеолиты являются экологически чистым природным сырьем. Они не только не загрязняют окружающую среду, но и участвуют в её охране. Мало кому известно, что при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС были использованы цеолиты. В настоящее время цеолиты используются для очистки трансформаторных и индустриальных масел, для очистки питьевой воды, промышленных и сточных вод, для очистки дымовых газов и т.д
Очистка воды
Применение цеолитов в других областях
В этом разделе представлена лишь малая часть реальных возможностей использования цеолитов. Очистка спирта и водок Производство водки можно разделить на несколько этапов: 1. производство спирта 2. очистка спирта
’ 3. приготовление водки 4. разлив и упаковка. Надо отметить, что первые два этапа являются отдельной отраслью промышленности, поскольку применение спирта не ограничивается производством алкогольных напитков, хотя некоторые способы очистки спирта применяются исключительно для этого. Цеолитовый адсорбент является продуктом переработки природного цеолита — клиноптилолита и, обладая трёхмерной системой внутренних каналов, позволяет удалять из этилового спирта и водно спиртовых смесей нежелательные органические примеси полярного характера: альдегиды, фурфурол, метанол, ацетон и другие. Применение цеолитового адсорбента в сочетании с активированными углями позволяет получить | очень качественную очистку спирта и сортировок, недостижимую при применении только активированных углей даже самого высокого качества. Цеолитовый адсорбент механически прочи (не дает пыли при транспортировке и перегрузке), не горюч. Фракционный состав выпускаемого цеолитового адсорбента позволяет применять его в стандартнь песчаных фильтрах (фракции 0.5-0.8 мм и 0.8-1,2 мм), а также в сорбционных колоннах (фракции 1.2-3.0 мм и 3.0-5.0 мм). Очистка и смягчение воды в котельных Цеолитовый адсорбент является продуктом переработки природного цеолита — клиноптилолита и представляет из себя неорганический ионообменник, позволяющий с высокой эффективностью удалять из воды ионы кальция, магния и железа. Наличие нерастворимой алюмосиликатной высокопрочной основы позволяет применять цеолитовь; адсорбент в процессах многоцикловой работы, практически без потери ионообменной емкости и потерь напора. 9. 10. Низкая стоимость цеолитового адсорбента и его сравнительно высокая ионообменная емкость (близка к ионообменной емкости сульфоуглей), и механическая прочность делают его применение в технологии водоподготовки для котельных очень выгодным. Фракционный состав выпускаемого цеолитового сорбента позволяет применять его как в разнообразных сорционных колоннах (фракции 1.2-3.0 мм и 3.0-5.0 мм), так и в скорых песчаных фильтрах (фракции 0.5-0.8 мм и 0.8-1.2 мм). Цеолитовый адсорбент механически прочен (не дает пыли при транспортировке и перегрузкеХ не горюч. Один из критериев, положенных в основу классификации цеолитов, учитывает структурные характеристики, связанные с морфологией кристаллов. Согласно этой классификации цеолиты принадлежат к трём основным группам; 1. трёхмерные каркасные структуры типа филлипсита и шабазита; i 2. волокнистые структуры, образованные цепями тетраэдров, слабо связанных между собой в продольном направлении, как в натролите и сколеците; 3. пластинчатые структуры, образованные тетраэдрами, сильно связанными в одной плоскости и слабо в перпендикулярном направлении, как в гейландите и клиноптилолите. Эта классификация тем не менее не всеобъемлюща, так как все цеолиты принадлежат в действительности к более обширной группе каркасных силикатов, даже если в их трёхмерных структурах могут проявляться более слабые связи в определённых кристаллографических направлениях. Более новая классификация цеолитов основана на топологии каркаса (см. рисуноки справа). Каждый каркас изображается в виде отдельных структурных единиц, таких как кольцо тетраэдров или других мотивов. Далее эти конструкции группируются так, чтобы образовать легко идентифицируемые «блоки» структуры. Примечание: к настоящему моменту известны цеолиты (в осн. синтетические) и цеолитоподобные структуры с иными каркасами. Идентификация того или иного типа структуры цеолитов даёт также информацию о некоторых (физических свойствах. Таким образом, эта классификация имеет значение с точки зрения промышленного использования. Для рассмотрения тех или иных блоков в структуре сделаем некоторые упрощения. Выберем за наименьшую строительную единицу тетраэдр. Все тетраэдры в структуре связаны общими вершинами, а следовательно, каждая позиция, занятая тетраэдром, может рассматриваться, как центральная точка с четырьмя связями. Атомы кислорода не требуют конкретного обозначения; их позиции соответствуют примерно серединам связей. Такое схематичное изображение позволяет идентифицировать характерные черты каждого каркаса. По классификации Брэка цеолиты делятся на 7 групп в зависимости от типа содержащихся в структуре «вторичных элементов структуры» — ВЭС. Группа [Вторичные элементы структуры 1 Одиночное четырёхчленное кольцо S4R 2 Одиночное шестичленное кольцо S6R 3 Двойное четырёхчленное кольцо D4R 4. Двойное шестичленное кольцо D6R 5 5. Cложный 4 – 1 (единица Т 5 О 10) 6. Сожный 5-1 (единица T 8O 10 ) 7. Сложный 4-4-1 (единица Т 10 O 20) Некоторые примеры полиэдрических блоков, присутствующих в структуре цеолитов, представлены на рисунке 2. На рисунке 3 показаны примеры изображения структур цеолитов с помощью групп полиэдров. Двойное шестичленное кольцо D6R (Сложный 4-1 (единица Т5Ою) ^Сложный 5-1 (единица TgOi ]Сложный 4-4-1 (единица Т Некоторые примеры полиэдрических блоков, присутствующих в структуре цеолитов, представлены на рисунке 2. На рисунке 3 показаны примеры изображения структур цеолитов с помощью групп полиэдров.
Минералогия
Адсорбция
Адсорбция (от лат. ad — на,при и sorbeo — поглощаю), поглощение газов, паров или жидкостей поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости. Адсорбенты обычно имеют большую удельную поверхность — до нескольких сотен м2/г. air jordan 4 pour femme Если адсорбция сопровождается химической реакцией поглощаемого вещества с адсорбентом, то она называется хемосорбцией. В промышленности адсорбцию осуществляют в специальных аппаратах — адсорберах; применяют для осушки газов, очистки органических жидкостей и воды, улавливания ценных или вредных отходов производства. Далее будут рассмотрены свойства цеолитов как адсорбентов и преимущества их перед аморфными системами, а также объяснены особые свойства цеолитов («молекулярные сита») на основе знаний об их структуре.