Лекция (2 часа) Общие сведения. Алмаз, камнесамоцветное и пьезооптическое сырье

Вопрос 4.Цеолиты

Цеолиты это водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов, обладающие открытой каркасно-полостной структурой. Особенностью этой структуры является то, что во внутрикристаллическом пространстве имеется система, соединённых каналами между собой и окружающей средой микрополостей, в которых располагаются обменные катионы и молекулы воды. Последние при определённых условиях ( например при нагревании) могут быть частично или полностью удалены, а затем вновь присоединены или заменены без нарушения кристаллического каркаса. Это и определяет их промышленную ценность.

Всего известно более 40 природных и около 150 искусственных аналогов цеолитов. Промышленные концентрации образуют только 5-6 видов природных цеолитов. Наиболее промышленноценными являются: клиноптилолит, морденит, шабазит, анальцим. Эти цеолиты являются молекулярными ситами.
Цеолиты применяются в различных областях:

1. 
   В области охраны и оздоровления окружающей среды для очистки газовых отходов предприятий от оксидов серы, азота и углерода, аммиака и сероводорода, промышленных сточных вод от ионов аммония, токсичных и радиоактивных металлов (Hg, Pb, Zn, Cd, Ce, Sr, Rb, U), а также для очистки вод нефтепереработки, питьевого и промышленного водоснабжения.
   

2.В промышленности: а) для осушки и очистки газов, жидкостей и хладоагентов (б) для разделения кислорода и азота воздуха; в) являются высокоэффективными катализаторами при крекинге нефти; г) в производстве высококачественной бумаги; д) при изготовлении особо эластичной резины; е) при разделении металлов и получении особо чистых их солей; ж) в качестве гидравлической добавки к портландцементам.
3. В сельском хозяйстве: а) в растениеводстве - внесение в почву цеолитов приводит к стабильному повышению урожайности это объясняется тем, что цеолиты длительное время удерживают в почве влагу и внесенные вместе с ними удобрения, нейтрализуют кислые почвы, улучшают структуру почв, поглощают токсичные металлы; б) в животноводстве и птицеводстве в качестве кормовых добавок, а также в качестве дезодораторов помещений.
Промышленные типы месторождений цеолитов.
Крупные концентрации цеолитов, имеющие практическую ценность, образуются в основном в результате диагенстических или гидротермальных процессов. Выделяют три промыш-ленно-генетических типа цеолитовых месторождений, в большинстве из которых цеолиты образовались путем замещения вулканического стекла разного состава, образуя пласто- и линзообразные залежи:
1. Осадочный – Власовское, Хотынецкое месторождения (Россия).
2. Вулканогенно-осадочный – Хонгуруу, Шивыртуйское (Россия),
3. Вулканогенный гидротермально-метасоматический - Холинское, Чугуевское (Россия).
Мировые запасы цеолитового сырья оценивают в несколько десятков миллиардов тонн. Из них основная часть приходится на США, Японию и страны СНГ (по 10-20 млрд т); от 1 до 10 млрд т выявлено и Италии, Югославии, Болгарии и некоторых других странах.
В Российской Федерации учтено 11 месторождений цеолитов с суммарными запасами по категориям А+ В + С1 - 568 млн т, С₂ - 767 млн т. Добыча цеолитов в России находится на уровне 12-15 тыс. т в год.