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人工沸石的物理性質(zhì)
2022.08.18

人工沸石能從海水中選擇性吸鉀,可應(yīng)用于從海水中提取鉀。

  因此,沸石的吸鉀量是一個重要的工業(yè)評價指標(biāo)。這樣以1mol幾氯化銨溶液煮沸改型,用致密濾紙加紙漿過濾,并用熱的氯化銨溶液洗滌。這時沸石已充分改型,然后用海水交換,直至流出液中無銨離子。由于試樣少,粒度細(xì),所以交換很快達(dá)到平衡。再用蒸餾水洗去多余的海水,后用熱的氯化銨溶液置換沸石中的鉀,以火焰光度法測試吸鉀量。 

(1)所用試劑人工海水:按K+:Na+:Ca2+:Mg2+=1:30:1:4的比例配制人工海水。稱取72.5g、2897g氯化鈉、1551g硫酸鎂(MgSO4·7H2O)和105.2g氯化鈣(CaCl2),溶解于100L蒸餾水中,混勻備用。此人工海水每升含0.38gK+。硫酸鋁溶液:稱取65g硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O溶于蒸餾水,加蒸餾水稀釋至1000mL。其他試劑與沸石陽離子交換容量相同。

(2)測試流程稱取0.2000g試樣置于100mL燒杯中,加入少量紙漿和1mol幾氯化銨溶液50mL,蓋上表面皿,煮沸30min。用9cm致密濾紙過濾,并用煮沸的1mol幾L氯化銨溶液洗滌,直至無鈣、鎂離子(以pH=10的-氯化銨緩沖溶液和1滴酸性鉻藍(lán)K指示劑檢査,如溶液不變紅色,說明已洗凈)。再用冷蒸餾水洗滌,直至無銨離子(用鈉氏試劑檢查),然后用人工海水洗滌試樣,直至無銨離子。再用蒸餾水洗滌多余的海水,直至無氯離子(0.1%溶液檢查)。用00mL容量瓶承接,在漏斗中加入20mL煮沸的1molL氯化銨溶液置換鉀離子,重復(fù)操作3次。在容量瓶中加入10mL硫酸鋁溶液和1mL1:1,冷卻后加蒸餾水稀釋至刻度,搖勻,火焰光度法測試鉀的含量。含鉀量除以稱樣質(zhì)量即得吸鉀量(ngK/1g沸石)。

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在熱液階段,隨著熱液的運移及與圍巖作用,熱液由酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿鯄A性,弱堿性的條件有利于人工沸石的形成。我們知道礦物的結(jié)晶順序是按晶格能遞減的順序進行的。對硅酸鹽礦物,首先形成的是島狀構(gòu)造硅酸鹽,其次是鏈狀、層狀構(gòu)造硅酸鹽,后是架狀構(gòu)造硅酸鹽。所以,在低溫?zé)嵋弘A段有少量的人工沸石形成。

但是由于人工沸石礦化受巖石滲透性的約束,只有在巖石空洞裂隙比較發(fā)育的地段礦化才較為有利。這就造成了巖石中人工沸石礦物分布的不均勻性。盡管在巖石空洞裂隙發(fā)育的條件下,其成礦的物理化學(xué)環(huán)境也有很大差別。所以,熱液作用條件下生成的人工沸石礦化工業(yè)意義較小。絕大部分的人工沸石是由沉積的鋁硅酸鹽礦物與孔隙水反應(yīng)形成的(或由鋁硅酸鹽礦物經(jīng)熱液蝕變形成)。

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