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沸石的基本知識

信息來源：濰坊沸石生物技術開發中心 作者：

     沸石是一種礦石，最早發現于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提（Cronstedt）發現有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象，因此命名為“沸石”（瑞典文zeolit）。在希臘文中意為“沸騰”（zeo）的“石頭”（lithos）。此后，人們對沸石的研究不斷深入。

　　沸石的一般化學式為：AmBpO2p·nH2O，結構式為 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中：A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子，B為Al和Si，p為陽離子化合價，m為陽離子數，n為水分子數，x為Al原子數，y為Si原子數，(y/x)通常在1～5之間，(x+y)是單位晶胞中四面體的個數。

　　自然界已發現的沸石有30多種，較常見的有[1]方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等，都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異，以單斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多數。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形，片沸石、輝沸石呈板狀，毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀，鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見。純凈的各種沸石均為無色或白色，但可因混入雜質而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結構而異。莫氏硬度中等。比重介于 2.0～2.3，含鋇的則可達 2.5～2.8。沸石主要形成于低溫熱液階段，常見于噴出巖氣孔中，也見于熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以借水的滲濾作用，以進行陽離子的交換，其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換，工業上用以軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅（鋁）氧四面體連成三維的格架，格架中有各種大小不同的空穴和通道，具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中，與格架的聯系較弱。不同的離子交換對沸石結構影響很小，但使沸石的性質發生變化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或過濾大小不同的其他物質的分子。工業上常將其作為分子篩，以凈化或分離混合成分的物質 ，如氣體分離、石油凈化、處理工業污染等。

　　沸石沸石有很多種，已經發現的就有36種。它們的共同特點就是具有架狀結構，就是說在它們的晶體內，分子像搭架子似地連在一起，中間形成很多空腔。因為在這些空腔里還存在很多水分子，因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時會排出來，比如用火焰去燒時，大多數沸石便會膨脹發泡，像是沸騰一般。沸石的名字就是因此而來。不同的沸石具有不同的形態，如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體，片沸石和輝沸石則呈板狀，絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。各種沸石如果內部純凈的話，它們應該是無色或白色，但是如果內部混入了其他雜質，便會顯出各種淺淺的顏色來。沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來，但這并不會破壞沸石內部的晶體結構。因此，它還可以再重新吸收水或其他液體。于是，這也成了人們利用沸石的一個特點。我們可以用沸石來分離煉油時產生的一些物質，可以讓它使空氣變得干燥，可以讓它吸附某些污染物，凈化和干燥酒精等等。沸石礦物有很廣的分布。特別多見于由火山碎屑形成的沉積巖石中。在土壤中也有發現。