زئولیت چیست؟

یک لیوان آب را گرم کنید تا دیر یا زود هنگام جوشیدن بخار از آن خارج شود. مطمئناً انتظار ندارید که اگر یک سنگ را گرم کنید، همین اتفاق بیفتد، مگر اینکه نوع خاصی از سنگ به نام زئولیت باشد که آب را درون آن به دام می‌اندازد.

در سال 1756 زمین شناس سوئدی، اکسل کرونستد (1722-1765) – که بیشتر به عنوان کاشف نیکل شناخته می شود، نام “زئولیت” را ابداع کرد زیرا به معنای واقعی کلمه به معنای “سنگ جوش” است.

زئولیت ها چیست و چگونه کار می کنند؟

زئولیت، یک ماده معدنی است که شامل آلومینوسیلیکات‌های ریز و متخلخل کریستالی هیدراته با ساختاری حاوی کانال ها و حفره هایی با ابعاد مولکولی (قطر ۰٫۳-۱٫۵ نانومتر) می باشد. این ماده در صنایع مختلف به عنوان کاتالیزور، جاذب و مبدل یونی استفاده می شود.

باید توجه داشت که در زندگی روزمره، زئولیت های متفاوتی وجود دارد که به طور گسترده در صنایع شوینده، پزشکی، کشاورزی، پالایش نفت و پتروشیمی، مواد شیمیایی و تصفیه آب به عنوان جاذب و مبدل یونی یا کاتالیزور استفاده می شوند.

کاربرد های زئولیت

• زئولیت در کشاورزی
• زئولیت در دام و طیور
• زئولیت در آبزیان
• زئولیت در ساختمان

زئولیت در لغت به چه معناست؟

نام زئولیت از کلمات یونانی “zeo” (جوشیدن) و “litos” (سنگ) گرفته شده است. نام گذاری و طبقه بندی فعلی مواد زئولیت توسط کمیسیون ساختار انجمن بین المللی زئولیت ارائه شده است که هر ماده را بر اساس چارچوب آنها با یک کد سه حرفی شناسایی می کند. به عنوان مثال، کلینوپتیلولیت زئولیت طبیعی به عنوان HEU نشان داده می شود.

واژه زئولیت در زبان یونانی به معنای سنگ جوشان می باشد، زیرا هنگامی که در برابر فوتک کانی شناسی قرار گرفته و گرم می شود، آب آن به صورت بخار بیرون آمده و منظره ای مانند جوشیدن را پدید می آورد. در حال حاظر این واژه به بیش از 200 ماده ی معدنی اشاره میکند که همگی موارد استفاده قابل توجهی دارند.

تاریخچه زئولیت

اصطلاح زئولیت برای اولین بار در سال 1756 توسط اکسل فردریک کرونشتت (baron a.f cronstedt)، کانی شناس سوئدی شناسایی و مطرح شد.

قابل توجه است که این کانی شناس در سال 1756 به دلیل آن که این ماده به هنگام جوشاندن کف کرده و حباب ایجاد می کرد،آن را زئولیت نامید.او با جوشاندن کریستال ها کشف کرد که نمک های آمونیوم، خاک های خاصی را در خود نگهداری می کنند که این خاک های خاص همان زئولیت ها بودند.

دانشمندان با آزمایشات و تحقیقات فراوانی که در حوزه زئولیت ها انجام دادند،به این نتیجه رسیدند که از این ماده می توان در فرآیندهای صنعتی مختلفی استفاده نمود.

در قرن نوزدهم تعدادی از دانشمندان مواد معدنی جدیدی را کشف و طبقه بندی کردند. که خواص و ویژگی آنها مانند این ماده بود.که امروزه این مواد به نام چابازیت شناخته می شوند.

امروزه معدن چیان سالانه حدود ۳ میلیون تن زئولیت تولید می کنند که چین پیشرو تولید این ماده در دنیاست و پس از آن کره جنوبی، ژاپن و اردن نیز قرار دارند.

نمودار: زئولیت های طبیعی از کجا می آیند؟ تخمین تولید جهانی معدن برای سال 2020.

قابل توجه است که چین همچنان در تولید زئولیت پیشرو است. و تقریباً یک سوم کل زئولیت های طبیعی (320000 تن) را به خود اختصاص می دهد، اما چیزی در حدود 2 میلیون تنی که قبلاً ادعا کرده بود را تولید می کند.

(منبع: سازمان زمین شناسی ایالات متحده)

مشخصات زئولیت

• فرمول شیمایی (Clinoptilolite): (Na,K,Ca)2-3Al3(Al,Si)2Si13O36·۱۲H2O
• نوع بسته بندی: کیسه های  35تا ۳۰ kg- فله ای
• ساختار بلوری: Monoclinic (تک شیب)
• نوع گروه کانی: تکتوسیلیکات ( قلیایی)
• درجه سختی: ۳.۵ تا ۵.۵
• جرم حجمی: ۲ تا ۲.۴ gr/cm^۲

انواع زئولیت ها (از نظر منشا)

زئولیت ها از نظر منشأ می توانند مواد طبیعی یا مصنوعی باشند. آنها کانی های آلومینوسیلیکات با چارچوب های آنیونی سفت و سخت حاوی کانال ها و حفره های کاملاً مشخص هستند. این حفره‌ها حاوی کاتیون‌های فلزی هستند که قابل تعویض هستند، یا ممکن است میزبان مولکول‌های مهمان خنثی باشند که می‌توانند حذف و جایگزین شوند.

قابل ذکر است که بر این اساس می توان به زئولیت های تولید شده به روش طبیعی، مصنوعی و همچنین استفاده از روش آلتراسیون کائولین اشاره نمود. علاوه براین، بر اساس ساختار و شکل کلی می توان آن ها را به انواع زئولیت های رشته ای و ستونی تقسیم بندی نمود.
با توجه به این موضوع که در زئولیت، آلومینیوم و سیلیسیم موجود می باشد در یک تقسیم بندی دیگر می توان آنها را بر اساس نسبت این دو عنصر گروه بندی کرد.

نکته مهم

باید به این موضوع توجه داشت که هر چه نسبت این دو عنصر بیشتر باشد، زئولیت خاصیت اسیدی خواهد داشت. بعنوان مثال، 0.8 به معنای اسیدی بودن این کانی می باشد.

همانطور که پیش تر گفتیم، زئولیت ها در انواع مختلفی در بازار طبقه بندی می شوند. که از شناخته شده ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد که در ادامه به شرح آنها نیز می پردازیم:

• طبیعی
• مصنوعی

زئولیت طبیعی

زئولیت‌های طبیعی منشأ آتشفشانی دارند و دارای فرمول کلی M2/n:Al2O3:xSiO2:yH2O می باشند، که در آن M مخفف کاتیون خارج از چارچوب است. ساختار معدنی مبتنی بر چهار وجهی AlO4 و SiO4 است که می توانند 1، 2 یا 3 اتم اکسیژن را به اشتراک بگذارند، بنابراین با گسترش شبکه در سه بعدی، طیف گسترده ای از ساختارهای ممکن وجود دارد. این ویژگی ساختاری منحصر به فرد، مبنایی برای ساختار ریز متخلخل شناخته شده آنها است.

حدود 40 زئولیت طبیعی وجود دارد که هم در سنگ های آتشفشانی و هم در سنگ های رسوبی تشکیل می شوند. طبق گزارش سازمان زمین شناسی ایالات متحده، رایج ترین اشکال استخراج شده شامل چابازیت، کلینوپتیلولیت و موردنیت است. قابل ذکر است که تولید زئولیت طبیعی بسیار ارزان تر از نوع مصنوعی آن می باشد. سنگ های آتشفشانی یکی از منابع اصلی این ماده می باشند و تولید آن به طور طبیعی بستگی به میزان فشار متحمل شده توسط آتشفشان دارد. به این معنا که باید در تولید آن فشار متناسبی در آتشفشان رخ دهد تا این ماده تشکیل شود.

موارد مهم

1. برای استخراج طبیعی از همان تکنیک های معمول استخراج سطحی معادن نیز استفاده می شود. به این ترتیب که برای رسیدن به سنگ معدن و فراوری آن، از بلدوزرهای مخصوص که تیغه هایی برای برش سنگ معدن دارند،و یا روش های انفجار معدن نیز استفاده می کنند.
2. قابل ذکر است که تراکم زئولیت های طبیعی در دامنه ۱.۹ تا ۲.۲ میلی گرم در متر مکعب می باشد. با وجود این تراکم می توان گفت زئولیت هایی که مقادیر زیادی باریم و استرانسیم دارند، ممکن است در حدود ۲.۵ تا ۲.۸ میلی گرم در متر مکعب باشند.
3. اکثر مواد زئولیتی بی رنگ یا سفید هستند با این وجود بعضی از آن ها که حاوی مقادیر جزئی یا کم آهن هستند به رنگ زرد کم رنگ و یا قهوه ای مایل به قرمز دیده می شوند. زئولیت ها در حالت تعلیق باعث به وجود آوردن PH های ۹.۵ تا ۱۰.۵ شده و در نهایت تجزیه کامل یا نسب، موجب ایجاد PH های بالاتری نیز می شود.
4. از مراحل آماده سازی زئولیت برای مصرف شامل خرد کردن آنها توسط دستگاه های سنگ شکن صنعتی و همچنین آسیاب است. که محصول نهایی می تواند از نظر اندازه ذرات بوسیله کلاسیفایر (دانه بندی هوایی) طبقه بندی شده و در بسته بندی یا به صورت فله ارائه شود.
5. گفتنی است در مواقعی که به محصول گرانولی نیاز باشد، ممکن است برای حذف گرده ها محصول الک شود و از همان اضافات، برخی از محصولات پلت شده تولید می شوند.

نکته:

تا سال ۲۰۱۶، تولید زئولیت طبیعی در جهان تقریبا ۳ میلیون تن به ظور سالانه بوده است. که تولیدکنندگان عمده آن شامل چین، کره جنوبی، ژاپن، اردن، ترکیه، اسلواکی و ایالات متحده بودند.

قابل ذکر است که دسترسی به سنگ غنی با هزینه کم و کمبود سایر مواد معدنی و سنگ های رقیب احتمالا یکی از مهم ترین عوامل به منظور استفاده از این ماده معدنی در مقیاس های بزرگ می باشد.

زئولیت مصنوعی

ده‌ها زئولیت مصنوعی و مصنوعی دیگر (حدود 150) برای اهداف خاص طراحی شده‌اند که شناخته‌شده‌ترین آنها زئولیت A (که معمولاً به عنوان شوینده لباس‌شویی استفاده می‌شود)، زئولیت X و Y (دو نوع مختلف فوجازیت که برای ترک‌های کاتالیستی استفاده می‌شوند) هستند. و کاتالیزور نفتی ZSM-5 (نام تجاری پنتاسیل-زئولیت).قابل ذکر است که تولید زئولیت به صورت مصنوعی هزینه هایی در بر دارد.اما یکی از مزیت های برتر آن این است که درصد ناخالصی آن را می توان به هر میزانی که نیاز است کاهش داد و برای انواع موارد، مورد استفاده قرار داد.

تصویر بالا کریستال‌های زئولیت مصنوعی رشد کرده در CAMMP (مرکز پردازش مواد میکروگرانشی پیشرفته)، که یک مرکز مشارکت تحقیقاتی تحت حمایت ناسا می باشد را نشان می دهد. ذراتی که در سمت راست قرار دارند حدود 10 برابر بزرگتر (25μm) و از سمت چپ (2.5μm) هستند.

(عکس از دکتر آلبرت ساکو و مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا )

روش تولید زئولیت ها چگونه است؟

تولید این ماده به صورت مصنوعی به دو روش جامد و مایع امکان پذیر است؛ به این صورت که واکنش های شیمیایی با دمای بالای 300 درجه سانتی گراد انجام می پذیرد.

سنتز این ماده در حالت مایع با روشی به نام هیدروترمال از ارزان ترین روش ها محسوب می گردد. قابل ذکر است که واکنش پذیری و تولید این ماده در دمای بالا توسط راکتور اتوکلاو به انجام می رسد.

درنهایت محصول به دست آمده پس از چندین مرحله تصفیه، فیلتر شده و خشک می گردد. ماده به دست آمده به شکل جامد است که زئولیت می باشد.

در حال حاضر انواع سنتتیک این کانی بسیار زیاد است. و تنوع زیادی از این ماده معدنی وجود دارد که حاصل فرآیند کریستالیزاسیون ژل سیلیکا-آلومینا در سرعت پایین می باشد. از نظر تئوری نیز تعداد بسیاری از این ساختارها را می توان ساخت. بدین ترتیب علاوه بر تغییرات در ساختار، می توان آن ها را با انواع اتم های دیگر نیز تولید کرد تا به لحاظ شیمیایی فعال باشند.

برخی از نمونه های ترکیبی آنها که اصطلاحا هترواتم نام دارند عبارتند از: ژرمانیوم، آهن، گالیم، بر، روی، قلع و تیتانیوم

نکته:

قابل ذکر است که زئولیت های صنعتی معمولا به صورت سنتتیک (ساختگی) تولید می شوند. روش ‌های معمول برای تولید آنها شامل گرم کردن محلول‌های آبی آلومینا alumina و سیلیس همراه با محلول سود پرک است. سدیم آلومینات و سدیم سیلیکات نیز بعنوان معرف های معادل آن استفاده می شوند.

این ماده معدنی در فرم سنتتیک مزایای ویژه و بخصوصی نسبت به آنالوگ های طبیعی خود دارد. که می توان به حالت یکنواخت و فاز خالص تولید شده‌ آن نیز اشاره نمود. همچنین می توان ساختارهایی تولید کرد که در طبیعت تولید نمی شوند.

گفتنی است که Zeolite A  یک نمونه کاملا شناخته شده می باشد. از آنجایی که مواد خام اصلی مورد استفاده به منظور تولید زیولیت، آلومینا و سیلیس (از متداول ترین کانی ها) هستند، پتانسیل سنتز آنها تقریبا قوی و نامحدود است.

معایب روش مصنوعی

گفتنی است که این روش دارای معایب زیر نیز می باشد:

• مصرف زیاد آب
• زمان طولانی برای تولید آن

البته روش های دیگری مانند روش غیر آبی، روش تابش امواج مایکروویو، روش سل-ژل و اولتراسوند وجود دارد که هر کداماز آنها هم دارای مزایا و معایبی نیز می باشند.

نمونه های زئولیت

امروزه زئولیت های مختلفی در سراسر جهان شناخته شده‌اند. که از رایج ترین های آن ها می توان به کلینوپتیلولیت، موردنیت، فیلیپسیت، چابازیت، انالسیم و لومونتیت نیز اشاره کرد.

گفتنی است که آفریت، پالینگیت، باریریت و مازیت بسیار نادر هستند. و کلینوپتیلولیت یکی از فراوان ترین نوع این ماده به صورت طبیعی می‌باشد. و بیشترین کاربرد را نیز دارد.در ادامه به معرفی انواع زئولیت ها نیز می پردازیم:

• آنالیسمNaAlSi₂O₆.H₂O
• ناترولیت Na₂Al₂Si₃O₁₀.2H₂O
• اسکولسیتCaAl₂Si₃O₁₀.3H₂O
• تامسونیت NaCl₂Al₅H₂₀.6H₂O
• هیولاندیت Ca₂Al₄Si₁₄O₃₆.12H₂O
• فیلیپسیت (K₂.Na₂.Ca)(Al₂Si₆)O₁₆.6H₂O
• هارموتوم (K₂.Ba)(Al₂Si₆)O₁₆.6H₂O
• استیلبیت (Na₂.Ca)(Al₂Si₇)O₁₈.7H₂O
• شابازیت (Na₂Ca)(Al₂Si₄)O₁₂.6H₂O
• لامونتیت Ca(Al₂Si₄)O₁₂.6H₂O
• موردنیت (K₂.Na₂.Ca)(Al₂Si₁₀)O₂₄.7H₂O
• کلینوپتیولیت K₂Na₂Ca₂(Si₂₉A₁₇)O₇₂.24H₂O

ترکیب شیمیایی و ساختار زئولیت

زئولیت ها جامدات سه بعدی، ریز متخلخل، بلوری با ساختارهای کاملاً مشخص و معینی هستند. که در چهارچوب منظم خود دارای آلومینیوم، سیلیسیم و اکسیژن می باشند. کاتیون ها و آب در منافذ آن ها واقع شده است.

آن ها دارای ساختار چهارچوبی هستند، که حفره های به هم پیوسته اشغال شده، توسط کاتیون های فلزی بزرگ (یون هایی با بار مثبت) و مولکول های آب در بر گرفته شده اند.

ساختار کلی زئولیت ها چهار ضلعی می باشد و سطح آنها سرشار از بار بوده. و به همین علت تبادل یونی در آن ها با سرعت بالا صورت میگیرد. علاوه براین، خاصیت کاتالیزوری و جذب سطحی و تبادل یونی آنها نیز باعث میشود تا کاربردهای زیادی داشته باشند.

تمام زئولیت ها از چارچوب آلومینوسیلیکاتی تشکیل شده اند. که در آن سیلیکون و آلومینیوم به صورت چهار وجهی هماهنگ هستند. کاتیون های سیلیکون و کاتیون های آلومینیوم توسط چهار آنیون اکسیژن (O2-) محصور شده اند. ساختار چهار وجهی Si04 و Al04 بلوک ساختمانی زئولیت را تشکیل می دهد.

فرمول زئولیت

Mx/n[AlO2]x.(SiO2)y.mH2O

M = هر فلزی که می تواند منیزیم، سدیم، پتاسیم، لیتیوم یا کلسیم باشد.

n = ظرفیت کاتیون فلز.

y = تعداد مولکول های آب در ساختار زئولیت.

y/x = نسبت Si/Al اتمی

ساختار

ساختار کریستالی زئولیت در مقایسه با سایر جامدات کریستالی بسیار متفاوت است. زئولیت را می توان به عنوان یک جامد کریستالی خاص با ساختار چارچوب مشخص با حفره های اشغال شده توسط یون ها و مولکول های آب که آزادی حرکت قابل توجهی دارند در نظر گرفت.

 نکته:

متخلخل بودن سطح زئولیت ها موجب قدرت جذب بالای آن می شود.به همین علت است که مواد آلی فرار در هوا را به آسانی جذب می کند. قابل ذکر است که یکی از مهم ترین ویژگی های این کانی قدرت تبادل یونی بالای آن می باشد.

آنالیز ساختار زئولیت

زئولیت ها از یک ماتریس آلومینوسیلیکات با آرایش چهار وجهی از کاتیون‌های سیلیکون (Si 4+) و آلومینیوم (Al3+) تشکیل می شوند. که توسط چهار آنیون اکسیژن (O2-) احاطه شده ‌است. آن ها ساختار متخلخلی داشته که به طیف وسیعی از کاتیون‌ها اجازه عبور می ‌دهد.

قابل ذکر است که در محلول تماسی، این یون های مثبت به صورت آزاد نگه داشته می شوند. و به آسانی می توان آنها را با دیگران مبادله کرد.

خصوصیات ویژه زئولیت 

قابل ذکر است که زئولیت ها، مواد جامد پایداری هستند. که دربرابر انواع شرایط محیطی از خود مقاومت نشان می دهند در ادامه به شرح ویژگی های ویژه زئولیت ها نیز می پردازیم:

•  در برابر درجه حرارت زیاد بسیار مقاوم هستند. چرا که زئولیت ها دارای نقطه جوش بالا در حدود 1000 درجه سانتیگراد نیز می باشند.
• زئولیت ها هیچگاه نمی‌سوزند و در آب حل نمی‌شوند.
• قابلیت تحمل فشار زیاد را دارند و در حلال های غیر آلی حل نمی‌شوند.
• زئولیت ها در مجاورت هوا اکسیده نمی‌شوند (نمی‌پوسند) و به علت آن که واکنش زا نیستند و هیچ خطری برای محیط زیست ندارند.از طریق تماس با پوست یا حتی استنشاق خطری را متوجه انسان نمی‌کنند.

• ظرفیت تبادل کاتیونی:

  زئولیت دارای بالاترین ظرفیت تبادل یونی بین مواد معدنی است.که به بیش از سه برابر ظرفیت تبادل یونی برای خاک رس می رسد. این ویژگی به بارگیری زئولیت ها با مواد مغذی مهم برای گیاه کمک می کند به گونه ای که از هدر رفت آنها کاسته می شود. زیرا زئولیت به آرامی آزاد می شود. به گیاه می رسد و برای مدت طولانی در خاک باقی می ماند که به افزایش دسترسی عناصر به گیاه و توانایی گیاه برای بهره مندی از آن کمک می کند.

• ظرفیت جذب و نگهداری آب:

  این جذب و نگهداری آب و رطوبت از محیط اطراف است. و ظرفیت نگهداری یکی از بالاترین نسبت ها است. این ظرفیت به بیش از 45 درصد وزن خود می رسد و خاصیت جذب و جذب آب داخل ساختمان کریستالی به آن اضافه می شود. و حتی با افزایش دما نیز از بین نمی رود و این ظرفیت به 15 درصد می رسد تا به ظرفیت کل تبدیل شود. زئولیت بیش از 60 درصد وزنی آب دارد. این ویژگی مصرف آب در کشاورزی را تا 50 درصد کاهش می دهد و برای جداسازی دوره های آبیاری عمل می کند.

• توانایی جذب سموم و عناصر سنگین از محیط اطراف:

  این خاصیتی است که زئولیت ها را قادر می سازد تا سموم و عناصر سنگین را چه آنهایی که در اثر میکروارگانیسم های بیماری زا ایجاد می شوند. و چه آنهایی که از واکنش های شیمیایی مختلف و غیره ناشی می شوند را جذب و حفظ کنند. و این خاصیت در خنثی سازی تاثیر این سموم و سنگین از اهمیت بالایی برخوردار است. عناصر و جلوگیری و کاهش تاثیر آنها چه بر روی گیاهان و چه بر جانوران که باعث افزایش رشد و شکوفایی آن می شود.

رنگ طبیعی زئولیت

رادیکال های گوگردی S-2 و S-3 موجود در زئولیت ها که به ترتیب مسئول رنگ های زرد و آبی آن ها هستند. در صورت وجود هر دو رادیکال در نسبت های خاص، می توانند رنگ سبز نیز تولید کنند.

نکته : قابل توجه است که پودر زئولیت به رنگ سفید مایل به زرد هم دیده می شود.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی زئولیت ها

گفتنی است که زئولیت ها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی برتری هستند. که در بسیاری از کاربردهای تجاری مهم مورد بهره برداری قرار می گیرند.

در ادامه به معرفی خواص مهم فیزیکی و شیمیایی زئولیت ها نیز می پردازیم:

• درجه بالایی از آبدار شدن
•  زمانی که آبدار شوند، چگالی پایین و حجم فضای خالی بزرگی دارند.
• ساختار بلوری بسیاری از زئولیت ها زمانی که آبدار شوند، پایدار می گردند.
• خواص تبادل یونی
•  توانایی جذب گاز و بخار
•  خواص کاتالیزوری
• به طور معمول زئولیت ها دارای چگالی بین ۲ تا ۲.۳ گرم بر سانتی متر مکعب هستند. اما زئولیت های غنی از باریم، استثنا بوده و ممکن است چگالی آن ها بین ۲.۵ تا ۲.۸ گرم بر سانتی متر مکعب باشد.
• عموما ساختمان آنها باز بوده و درنتیجه سطح ویژه ای شبیه به کانی های سیلیکاتی ۱:۲ قابل انبساط از خود نشان می دهد.
• جذب آب در هر واحد سلولی زئولیت نسبتا زیاد است.البته باید به این نکته توجه کرد که میزان جذب آب بستگی به نوع زئولیت و همچنین نوع کاتیون های موجود در کانال های آن دارد.

نکته:

به طور کلی عرض کانال ها، انتشار یونی یا مولکولی، مقدار آب و هیدراته شدن، از عوامل بسیار مهم و تعیین کننده میزان ظرفیت تبادل کاتیونی آن ها می باشد.

زئولیت دوست دار محیط زیست

فسفات سدیم ماده ای است که پیش از زئولیت ها بعنوان سازنده مواد اصلی شوینده ها مصرف می شد. اما دانشمندان با تحقیقاتی که در این زمینه انجام دادند به این نتیجه رسیدند که این ماده تعادل آبهای شیرین را بر هم می زند. و موجب خسارات جبران ناپذیری در این حوزه می گردد.

با در نظر گرفتن این موضوع که زئولیت ها با محیط زیست سازگاری عالی دارند ،جایگزین بسیار مناسبی برای فسفات سدیم شدند. و از آن پس به وفور در محصولات شوینده به مصرف می رسند.در ادامه به شرح موارد مصرف زئولیت ها نیز می پردازیم:

موارد مصرف زئولیت

•  از این ماده نه تنها در تولید شوینده ها بلکه در پالایشگاه ها به جای گوگرد (که این ماده نیز مخرب محیط زیست می باشد) استفاده می کنند.
• به دلیل تحمل دمای بالا در دیزل خودروها به عنوان کاتالیزگر به کار می رود. گفتنی است که در خودروهایی با فناوری جدید از این ماده استفاده می شود.

انواع روش های تولید زئولیت

این ماده را می توان هم به صورت طبیعی و هم در آزمایشگاه تولید نمود. که در ادامه به شرح آن نیز می پردازیم:

•  تولید طبیعی

خاک هایی که دارای خاصیت قلیایی بسیار بالایی هستند. و همچنین رسوبات ایجاد شده در اعماق دریاها و دریاچه های نمکی از جمله محیط هایی هستند که به طور طبیعی زئولیت تولید می کنند.

• تولید آزمایشگاه

قابل ذکر است که در آزمایشگاه نیز می توان این کانی را تولید کرد .برای تولید آن به سه مولکول آب و یک مولکول آلومینیوم اکسید نیاز می باشد. این ترکیب را در محلول سدیم هیدروکسید با درجه حرارتی بالا ترکیب نموده و در نهایت با سیلیکات سدیم مخلوط می شود. در پایان برای تشکیل بلور های زئولیت، محلول بدست می آید.

•  آلتراسیون کائولین

ابتدا کائولین حرارت داده می شود تا به متاکائولین تبدیل شود. سپس آن را کلسینه نموده و پس از آن با استفاده از محلول اسیدی مقداری از سیلیس آن را آزاد نموده و محصول را با NaOH شستشو می دهند.

مراحل تشکیل زئولیت ها

زئولیت‌ها معمولاً با عملیات هیدروترمال محلول سنتز سوزاننده حاوی منبع سیلیس و یک عامل هدایت کننده ساختار مناسب، به عنوان یون‌های تتراپروپیل آمونیوم (TPA) تهیه می‌شوند. برای سوزاندن TPA و آزاد کردن منافذ زئولیت، یک مرحله کلسینه مورد نیاز است. لایه های زئولیت را می توان به طور مشابه، با غوطه ور کردن یک تکیه گاه چند لایه در محلول سنتز زئولیت در اتوکلاو و درمان کل هیدروترمال ساخت.

تکلیس بعدی منافذ زئولیت را باز می کند. این پردازش منجر به تشکیل و رشد کریستال زئولیت در سطح نگهدارنده می شود. و به همین دلیل تبلور مستقیم درجا نامیده می شود.

یک رویکرد جایگزین و جدیدتر یک فرآیند دو مرحله ای به نام کاشت و رشد ثانویه است. ابتدا، برخی از دانه‌های کریستال زئولیت بر روی سیستم نگهدارنده رسوب می‌کنند. و سپس کل آن مانند حالت تبلور مستقیم رفتار می‌شود.

نکته:

در هر دو مورد، لایه های غشایی زئولیت تشکیل شده همیشه پلی کریستالی هستند. و منافذ بین کریستالی ایجاد می کنند. که عموماً تا حدودی بزرگتر از منافذ زئولیت درون کریستالی هستند.

قیمت زئولیت

همان طور که پیش تر اشاره کردیم، زئولیت ها انواع مختلفی دارند. که برخی دارای خاصیت اسیدی بوده و برخی نیز قلیایی هستند. علاوه براین لازم به ذکر است که روش تولید آن ها نیز با هم متفاوت بوده و نمونه های ایرانی آن رسوبی بوده و در اغلب کشورهای دیگر از نوع آتشفشانی استفاده می شود. بر همین اساس  قیمت این گروه از کانی ها متغییر بوده. و با در نظر گرفتن داخلی یا خارجی بودن و همچنین ویژگی های شیمیایی آن ها نیز تعیین می گردد.

خرید زئولیت

یکی از اصلی ترین کاربردهای این ماده در صنعت تصفیه فاضلاب می باشد.علاوه براین، این کانی در کشاورزی، تصفیه آب استخر شنا و همچنین مکمل های غذایی برای دام و طیور مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت خرید انواع زئولیت می توانید با گروه صنعتی ما تماس( ۸-۰۹۱۹۶۰۶۰۳۵۷، ۰۹۱۲۳۱۰۵۸۷۷, ۰۹۱۲۳۱۳۱۶۰۳) بگیرید. باید به این نکته توجه شود که ممکن است نوع زئولیت مورد استفاده در هر یک از صنایع با هم تفاوت هایی داشته و راندمان آنها با هم متفاوت باشد.