كلينوپتيلوليت از جـــمله زئوليت هاي طبيعي است. كه به دليل ويژگـي هـاي مطلـوب و بی نظیری که دارد،تاكنون كاربـردهاي فراواني به صورت تجاري و صنعتي پيدا كـرده است.در این مقاله (زئولیت طبیعی چیست؟) سعی داریم تا شما را با هر آنچه که درباره زئولیت طبیعی و کاربرد آن نمی دانید آشنا سازیم.
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؟ بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم!
زئولیت یک ماده معدنی حاوی آلومینوسیلیکات های ریز و متخلخل کریستالی هیدراته است که ساختار آنها کانال ها و یا حفره هایی با ابعاد مولکولی (قطر ۰٫۳-۱٫۵ نانومتر) را در بر می گیرد. زئولیت ها کاربردهای صنعتی گسترده‌ای را بعنوان کاتالیزور، جاذب و مبدل یونی دارند.
قابل توجه است که در زندگی روزمره، زئولیت های متفاوتی وجود دارند و به طور گسترده به عنوان جاذب، مبدل یونی در شوینده ها، صنعت پزشکی ، کشاورزی ، یا بعنوان کاتالیزور در فرآیندهای صنعتی، پالایش نفت و یا پتروشیمی، مواد شیمیایی و تصفیه آب استفاده می شوند.
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
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 در این مقاله(زئولیت طبیعی چیست؟) 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 (كلينوپتيلوليت)
در پاسخ این سوال که زئولیت طبیعی چیست؟ باید گفت که،استفاده وسيع و روز افزون از زئوليت ها منجـر بـه انجـام مطالعـات متعـددي بـرروي سـاختار آنها شده است.گفتنی است که زئوليت هاي طبيعي ارزان و فراوان بوده. اما داراي ناخالصي هایی مانند: گـچ،فلدسپار، كلسيت، كوارتز، هاليت و ديگر تركيبات مي باشند.که ممکن است جداسازي ناخالصي آنها گران بـوده و مقـرون بـه صـرفه نباشـد.
فرمول كلينوپتيلوليت به صورت زير مي باشد:
(Na، K)6 Al6Si30 O72. nH2O
نکته:
ممکن است زئوليت هاي طبيعي از نظر فازي ناخالص بوده و در يك رسوب دو يا تعـداد بيشتري زئوليت با هم وجود داشته باشند . گفتنی است که اين نوع زئوليت ها مشكل طبقـه بنـدي مـي شـوند.
موارد مهم
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.
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.
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.
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.
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.
معروف ترین زئولیت های طبیعی
همانطور که در این مقاله(زئولیت طبیعی چیست؟) پیش تر بدان اشاره شد.یکی از معروف ترین زئولیت های طبیعی كلينوپتيلوليت می باشد.در ادامه به معرفی دگر زئولیت های طبیعی نیز می پردازیم.
معروفترين زئوليتهاي طبيعي عبارتند از:
- آنالسيم
- كلينوپتيلوليت
- هيولانديت
- موردنيـت
- چابازيت و فيليپسيت
یکی از مزايـاي زئوليـت هـاي مـصنوعي نـسبت بـه زئوليـت هـاي طبيعـي ايـن اسـت كـه در زئوليت هاي سنتزي مي توان ناخالصي ها را حذف و يا در جهت خاصي تنظيم كرد.
________________________________________________________
كلينوپتيلوليت در کجا یافت می شود؟
قابل ذکر است که كلينوپتيلوليت ها یکی از معروف ترین و فراوان ترين زئوليت های طبيعي هستند. كـه در سـنگ هـاي رسـوبي كـه منـشاء آتشفشاني دارند يافت مي شوند.
سنگ هاي كلينوپتيلوليتي معمولاً (50 تا 95) درصـد از كلينوپتيلوليـت و مـابقي از فلدسـپارها،خاك هاي معدني، شيشه و كوارتز و …. تشكيل شده است.
مقایسه كلينوپتيلوليـت با هـيولانـديـت
كلينوپتيلوليـت متعلـق بـه خـانواده هـيولانـديـت اسـت. درايـن خـانواده حلقـه هـاي 10 عـضوي بـا ابعـاد 1Å/3×5/7 و هـشت Si عضوي با ابعاد 6Å/3 × 6/4 وجـود دارنـد. نـسبت عنصر (Al) در هيولانـديت كمتـراز 4 اما در كلينوپتيلوليت بيش از 4 مي باشد. كه این ویژگی یکی از مشخصه هاي اين دو زئوليت است .
گفتنی است که بـراي شناسـايي و تشخيص هيولانديت از كلينوپتيلوليت از پايداري حرارتي استفاده مـي شـود. در حـالي كـه كلينوپتيلوليت ها تا دماي حدود 750 درجه سانتي گراد پايدار هستند. باید بدانید که ساختمان هيولانديت پس از دماي 450 درجه سانتي گراد متلاشي مـي شـود.
ساختار زئوليت كلينوپتيلوليت
ساختار صفحهات كلينوپتيلوليت ها مشابه ساختار ناقصي از هيولانديت است. که بـه علت سـيليس بـالا و مقاومـت در برابـر اسـيدها، ايـن نوع زئوليـت در مقايـسه بـا زئوليـت هـایی ماننـد: زئوليـت A جالب توجه تر است. پايداري اسـيدي آن در محـيط هـاي بـا pH برابـر، 5/1 تـا 7 و پايـداري قليائی آن در محيط هایی با pH برابر 7 تا 11 است .
نکته:
ترتيب گزينش پذيري زئوليت كلينوپتيلوليـت نـسبت به برخي از كاتيون هاي سنگين به قرار زيرگزارش شده است.
Pb+2 > Ca+2> Zn+2 > Mn+2 >Cu+2 >Cd+2 >Al+3 >Ni+2
كاربرد كلينوپتيلوليت در تبادل يوني
تا كنون مطالعات زيـادي بـرروي پديـده تبـادل يـونی ايـن زئوليـت انجـام شـده اسـت .
كلينوپتيلوليت ها به دليل گزينش پذيري بالا نسبت به برخي ازكاتيون ها در انواع زمینه ها کاربرد داشته و مورد استفاده قرار می گیرند.در ادامه به شرح موارد مصرف كلينوپتيلوليت ها نیز می پردازیم:
- صنايع تصفيه فاضـلاب شهري، صنعتي و پسماندهاي راديواكتيو
- پركــردن و پوشــاندن موانــع مهندسي سـاز بـه منظور پیشگیری از نـشت گازهـاي راديواكتيـو از منـاطق آلـوده
- حـذف راديواكتيويتـه از خاك هـاي آلوده و موارد بسیار دیگر…
به منظور استعلام قیمت انواع زئولیت می توانید با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
به همین علت مشاوره رایگان قبل از خرید توسط کارشناسان ما ارائه می گردد.
به منظور کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با کاربردهای زئولیت کلیک کنید.
____________________________________________
