Цеолитовый минерал
Cтраница 1
Цеолитовые минералы известны очень давно из-за их высокой катионообменной способности, которая зависит от того, что алю-мокремнекислородный каркас в цеолитовых минералах настолько открыт, что катионы могут перемещаться в структуру и из нее, когда минерал помещают в водный раствор электролита. Уэллс [15] указывает, что в такой структуре, как анальцит, NaAlSi2O6 IHbO. Каждый ион натрия, очевидно, окружен 6 атомами кислорода, 4 из которых принадлежат окружающему алюмокремнекислородному остову, а 2 - молекулам воды в порах. [1]
 |
Характеристика наиболее крупных месторождений цеолитов в СССР. [2] |
Из почти 40 известных цеолитовых минералов большими запасами и необходимыми для практического использования свойствами обладают только шесть из них. Это промышленные цеолиты: клиноптилолит, морденит, эрионит, шабазит, ферьерит и филлипсит. [3]
Цеолитовые минералы известны очень давно из-за их высокой катионообменной способности, которая зависит от того, что алю-мокремнекислородный каркас в цеолитовых минералах настолько открыт, что катионы могут перемещаться в структуру и из нее, когда минерал помещают в водный раствор электролита. Уэллс [15] указывает, что в такой структуре, как анальцит, NaAlSi2O6 IHbO. Каждый ион натрия, очевидно, окружен 6 атомами кислорода, 4 из которых принадлежат окружающему алюмокремнекислородному остову, а 2 - молекулам воды в порах. [4]
Изучение каталитических свойств почв и глин в кислотных формах показало [431, 432, 443], что кислотная или водородная форма этих ионитов катализирует инвертирование сахарозы и гидролиз этилацетата и что каталитическая активность определяется содержанием способных к обмену атомов водорода в иони-тах. Различные соли цеолитовых минералов и синтетические гели было предложено [266, 399] нрименять в качестве катализаторов реакции окисления ароматических углеводородов. [5]
Изучение каталитических свойств почв и глин в кислотных формах показало [431, 432, 443], что кислотная или водородная форма этих ионитов катализирует инвертирование сахарозы и гидролиз этилацетата и что каталитическая активность определяется содержанием способных к обмену атомов водорода в иони-тах. Различные соли цеолитовых минералов и синтетические гели было предложено [266, 399] применять в качестве катализаторов реакции окисления ароматических углеводородов. [6]
В течение этого периода было синтезировано более 150 разновидностей цеолита. В то же время, однако, было найдено лишь несколько цеолитовых минералов в количествах и уровне чистоты достаточных для промышленного применения. Из этих материалов в промышленности применяются только несколько кристаллических типов. Самыми основными, объемными промышленными цеолитами молекулярных сит, использующимися в ионообменниках, адсорбции и катализе, являются синтетические цеолиты А, X и У, а также ZSM-5 и морденит. На таблицах 1 и 2 показан рост и свойства молекулярных сит, как результат десятилетий научных исследований. [7]
Чисто щелочные цеолиты, например натролит и анальцим, обезвоживаются с помощью аммиака чрезвычайно медленно и не полностью. Однако пренит, который, строго говоря, не относится к цеолитовым минералам, быстро и полностью обезвоживается аммиаком. [8]
Апоанальцим, следовательно, подобно раниту и гидронефелину, не от: носится к типичным цеолитовым минералам. [9]
Эти месторождения в базальтах, простирающихся вдоль залива Фапди, являются, вероятно, важнейшими месторождениями такого типа в Северной Америке. Обнажения базальтовых триасовых пород прослеживаются по северному берегу залива на расстоянии свыше 60 км, а по южному - до 200 км. Залежи цеолитов встречаются по обе стороны залива. Цеолитовые минералы заполняют миндалевидные пустоты в базальтах, причем доля миндалин даже в наиболее богатых участках не превышает 20 % объема базальтовых пород. Среди цеолитов этого месторождения наиболее распространен морденит, названный по селению Морден в Новой Шотландии. Необычное проявление морденита представлено миндалекаменны-ми трубчатыми телами [18], диаметр которых колеблется от не-скольких дюймов ( 1 дюйм2 54 см) до 1 фута ( 1 фут 30 5 см), а в отдельных случаях составляет несколько футов. Иногда такие цилиндрические выделения целиком заполнены миндалинами цеолитов, а иногда цеолиты концентрируются только в периферийной зоне. [10]
Кристаллографические, оптические и другие свойства минерала, вообще говоря, при обезвоживании изменяются коренным образом, когда из минерала удаляется водород, принимающий участие в строении самой молекулы. Наоборот, свойства эти изменяются лишь немного, если водород содержался в минерале в случайных отношениях к его составу. Но здесь, как это бывает и в других случаях, существуют значительные исключения из этого правила. В частности, некоторые цеолитовые минералы, в которых вода входит, вероятно, частично в состав молекулы, могут обнаруживать только небольшие изменения в свойствах, когда вода из них частью или даже полностью удалена. В минералах класса А-II изменения в свойствах так же, несмотря на потерю воды, могут быть незначительными. [11]
Кристаллографические, оптические и другие свойства минерала, вообще говоря, при обезвоживании изменяются коренным образом, когда из минерала удаляется водород, принимающий участие в строении самой молекулы. Наоборот, свойства эти изменяются лишь немного, если водород содержался в минерале в случайных отношениях к его составу. Но здесь, как это бывает и в других случаях, существуют значительные исключения из этого правила. В частв: ости, некоторые цеолитовые минералы, в которых вода входит, вероятно, частично в состав молекулы, могут обнаруживать только небольшие изменения в свойствах, когда вода из них частью или дааде полностью удалена. В минералах класса А - П изменения в свойствах так же, несмотря на потерю воды, могут быть незначительными. [12]
Определения, проводившиеся в последнее время П. Л. Антоновым, показали, что в некоторых горных породах обнаруживаются явления затухания проницаемости при проникновении через породы определенных газов. Метан в некоторых случаях проходит через породу, а для более тяжелых углеводородов замечается постепенное уменьшение скорости их проникновения. На основе материалов по диффузионной проницаемости горных пород, взятых с больших глубин, можно сделать вывод, что в некоторых типах пород по-видимому, в результате длительного пребывания под большим давлением остаются поры молекулярных размеров. Это наблюдалось у некоторых карбонатных и глинистых пород, у аргиллитов и др. Действие таких горных пород аналогично действию молекулярных сит, но с той лишь разницей, что общие пористость и проницаемость малы по сравнению с природными цеолитовыми минералами или искусственно приготовленными молекулярными ситами. [13]
Страницы: 1