沸石粉是沸石岩经磨细后形成的一种粉状结晶性矿石材料。沸石岩是含水硅铝酸盐矿物,其架构含有许多孔隙,充满移动性自由度很高的大分子离子及水分子。在几百万年前,火山爆发喷出大量带硅酸铝的火山灰,经由风传递而沉积成浓厚的灰床,有些火山灰进入湖泊底部,有些灰床经过水的浸透,不管任何情况,火山灰和海水的化学反应结果产生天然沸石粉。沸石目前被开发应用于多种领域,主要是斜发沸石和丝光沸石。沸石岩经过磨细,或加入少量改性材料后一起磨细,就成为沸石粉。
我们肉眼观察到的沸石粉一般为斜发沸石类的斜发沸石粉。
目数:100目、200目。
颜色一般分为:黄、白色、绿色。
沸石粉主要具有三大特性:离子交换性,吸附性,网状分子筛特性。我们可以理解为这类三种特性作为沸石粉矿物应用范围较大的特性基础。
(2)沸石粉的主要矿物成分是什么?
沸石粉的主要化学成分是二氧化硅60-70%,三氧化二铝10-13%,可溶硅5-12%,可溶铝6-9%,其主要矿物成分占沸石粉总重量的60%以上,其它为Ca、Na、K、Ba、Sr等。
(3)沸石粉的品质指标如何控制?
沸石粉是一种火山灰质材料,目前尚未见到统一的沸石粉标准,但开发利用沸石粉较早的都制订有自己的使用标准。例如:中建二局及中建一局对沸石粉的一般技术要求如下:细度008mm,方孔筛之筛余≤8%,吸氨值≥100meq/100g,比重22-24,容重700-800kg加,火山灰试验合格。
(4)沸石粉的细度对沸石粉的质量有何影响?
在一定范围内,沸石粉的细度与沸石粉对混合物的增强效果关系密切。沸石粉细度的变化影响掺入混合物中沸石粉表面能及表面活性的变化,影响其参与水化反应的能力。最终反映在对混合物宏观力学性能的影响上。细度小,则火山灰反应速度快。据测定,当沸石粉的平均颗粒直径比混合物的平均颗粒直径略小时,沸石粉对混合物的增强效果最好。
(5)对沸石粉的保管有何要求?
由于沸石粉颗粒本身特殊的结构所决定,沸石粉极易吸潮。例如在相对湿度为90%的环境中,沸石粉三周吸湿率可达8%。所以,袋装沸石粉在保管中应注意防潮,绝对避免遭受雨水冲淋。轻微受潮将导致沸石粉结块成团,搅拌时难以充分分散均匀。在采用自动上料时输送困难。如受雨水冲淋,将可使有效矿物成分被雨水冲走,使沸石粉增强效果下降。沸石粉应在室内贮存。码放时应架空离地面以上。在正常保管情况下,贮存期不宜超过一年。
化学组成Na2[AlSi2O6]2·2H2O。有时含K和Ca或少量Mg。
晶体结构等轴晶系;空间群 -Ia3d;a0=13761nm;Z=8。架状结构,其中每一晶胞中八分之一小立方体的L3方向,由六元环围成一维通道,孔径约07nm。
形态对称型m3m。四角三八面体n{211},或立方体a{100}与四角三八面体{211}的聚形。集合体常呈粒状。
物理性质无色、白色或淡红、浅灰、浅绿色;玻璃光泽。硬度5~55;{001}不完全解理;参差状或贝壳状断口。相对密度为224~229。
成因产状形成温度范围较大,上限为525℃。为中性和基性岩浆期后热液及沉积岩成岩作用产物。
思考题及习题
1)何谓含氧盐?其和氧化物均含氧,有何区别?
2)为何砷酸盐、铬酸盐、硫酸盐常在地表形成?在还原条件下,As和Cr及S倾向于呈何种价态?出现在什么矿物中?
3)为什么硅酸盐矿物的数量特多?试从地壳的元素组成分析。
4)为什么硅酸盐矿物种类繁多,性质又相差悬殊?试从晶体结构特征分析。
5)为什么架状硅氧四面体骨干中必须有铝替代硅才能形成架状硅酸盐?
6)何谓铝在硅酸盐中的双重作用?什么因素影响双重作用?试从霞石(Na[AlSiO4])、黄玉(Al2[SiO4]F2)、白云石(KAl2[AlSi3O10](OH)2)等晶体化学式分析铝在其中起什么作用。
7)试分析上列3个晶体化学式,判断矿物属何亚类。
8)在硅酸盐中,Si—O键的性质既有离子键性又有共价键性,为什么?
9)自然界的硅与氧多以[SiO4]形成配位四面体,在什么条件下可形成[SiO6]配位八面体?试用鲍林法则解释[SiO4]比[SiO6]更稳定。
岛状硅酸盐亚类
1)何谓岛状硅酸盐?本亚类矿物晶格中有哪几种硅氧骨干?试写出其晶体化学式。
2)岛状硅酸盐中的阳离子成分有何特点?
3)为什么橄榄石只能形成于SiO2不饱和的岩石中?橄榄石硬度高,为什么不富集于河流沉积物中?
4)按石榴子石的化学成分可将其分为哪两个系列,其成分和成因各有何特点?
5)Al2SiO5有几种同质多象变体?各变体的晶体化学式有何不同?它们是在什么温压条件下形成的?
6)红柱石和锆石的硅氧骨干是孤立四面体而不是硅氧四面体链,为什么它们的形态呈柱状?
7)绿帘石的柱体延长方向与其结构有何联系?从晶体化学式来看,绿帘石晶体结构中有几种硅氧骨干?
8)从离子半径与结构的关系方面解释:为什么镁铝榴石比钙铝榴石的形成压力要大。
9)对比橄榄石型与尖晶石型两个晶体结构型中哪个密度更大。
10)如果某矿区发现紫红、玫瑰红色的石榴子石,该矿区可能有什么矿?
11)为什么锆石可用于研究有关地质体的演化史?
环状硅酸盐亚类
1)为什么绿柱石呈六方柱状或板状形态,其硬度高而相对密度不大?Rb+和Cs+及K+等大阳离子及He和H2O等分子在绿柱石中占据什么位置?
2)电气石与绿柱石柱体的横截面有何不同?为什么?
3)电气石与绿柱石经常产生在内生作用的什么阶段?从化学组成说明其形成介质有何特点。
4)祖母绿、碧玺的矿物学名称是什么?
链状硅酸盐亚类
1)简述岛状、链状两亚类硅酸盐在结构、成分、物理性质上的主要差异。
2)辉石族和角闪石族矿物在成分、结构、性质和成因上有何异同?试举例说明。
3)普通辉石和普通角闪石的成分有何特点?它们的晶体化学式可由哪些辉石或角闪石略做改变获得?
4)辉石族和角闪石族中的几个完全类质同象系列的端员矿物在成分、物性、形成条件、产状等方面有何系统变化?不同系列间有无可类比之处?
5)辉石族(角闪石族)各矿物的晶体结构型式相同,为什么会出现不同的对称性、空间群及晶胞参数?
6)斜方辉石(角闪石)与单斜辉石(角闪石)矿物的解理符号不同,解理夹角是否相同?为什么?
7)从硅灰石、蔷薇辉石的成分特点,分析它们的单链结构与辉石的单链结构有什么不同。为什么?它们的对称为什么最低?
8)为什么碱性角闪石石棉质量最好?
9)矽线石的结构骨干中n(Al):n(Si)为1:1,试从其链状骨干的样式分析其能够稳定存在的原因。
层状硅酸盐亚类
1)何谓1:1型和2:1型结构单元层?TO和TOT的含义是什么?试各举两种矿物,画出其结构示意图。
2)何谓三八面体型和二八面体型层状硅酸盐?试各举4种矿物,并写出其晶体化学式。
3)蒙脱石族矿物为什么具有阳离子交换性和晶格膨胀性?
4)什么是层间域?试分析滑石、高岭石、绿泥石、白云母4种矿物单元层间的****及其对矿物性质(硬度、弹性、滑感等)的影响。
5)何谓粘土矿物?它们有哪些特殊性质?
6)层状硅酸盐矿物的成因、产状有何特点?
7)什么叫温石棉?其特性和工业应用主要是什么?
架状硅酸盐亚类
1)为什么在硅酸盐中架状硅酸盐矿物相对密度最小,但硬度较大?
2)架状硅酸盐硅氧骨干中的阳离子有何特点?
3)架状硅酸盐主要有哪些矿物族?它们各有什么特点?相互间在成分、结构及成因方面有何联系?
4)长石族的碱性长石亚族、斜长石亚族如何进一步分类?
5)影响长石结构对称性的两个主要因素是什么?
6)什么叫长石的有序度?钾长石的有序度如何变化?可形成哪些矿物?长石的有序化过程对双晶的发育有何影响?
7)如果某长石呈沿a轴压扁的板状且{110}单形特别发育,它可能是哪种长石?形成于什么条件?
8)长石的主要双晶类型有哪些?透长石、正长石、微斜长石、斜长石主要发育哪些双晶?其特点是什么?
9)似长石包括哪些矿物?它们在成分上与碱性长石有何异同?成因上有何特点?
10)沸石族矿物在结构和性质上有何特殊之处?
11)如何区分下列相似矿物:①锆石、锡石、金红石;②橄榄石、绿帘石;③石榴子石、白榴石;④黄玉、石英;⑤绿柱石、磷灰石、电气石;⑥透辉石、透闪石、硅灰石;⑦普通辉石、普通角闪石;⑧叶蜡石、滑石;⑨蛭石、黑云母、金云母、绿泥石;⑩蒙脱石、高岭石; 蔷薇辉石、菱锰矿; 正长石、微斜长石、斜长石; 钠长石、锂辉石; 霞石、石英。
沸石粉成分:二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、钙、铁、锰、锌、磷等。沸石粉:是天然的沸石岩磨细而成,颜色为浅绿色、白色。可去除水中氨氮百分之95,净化水质,缓解转水现象。沸石粉作用:添加剂、改良剂、载体。沸石粉制法:由沸石岩磨细而成。
沸石是一种矿石,瑞典的矿物学家克朗斯提发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”。 沸石的一般化学式为:AmBpO2p·nH2O,结构式为 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。
用途 吸附剂和干燥剂 催化剂
洗涤剂
其他用途(污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂)
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