比重 | 1.92g/cm3 |
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容重 | 1.2g/cm3 |
磨损率 | ≤1.0% |
破碎率 | ≤0.8% |
孔隙率 | ≥53% |
水分 | ≤1.8% |
吸附饱和值 | 150-180mmol/100g |
沸石的结构特性
沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,是30多种沸石族矿物的总称。在世界40多个 的火山碎屑沉积岩中,已发现有1000多处沸石产地。常见的主要矿物有钠沸石、钙沸石、方沸石、束沸石、主沸石、浊沸石、毛沸石、斜发沸石、丝光沸石等,它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其化学通式可以表示为:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y?[Alx+ySin-(x+2y)
O2n]?mH2O。其中,x为碱金属离子个数,y为碱土金属离子个数,n表示铝硅离子的个数之和,m表示水分子的个数[4~6]。
构成沸石结晶阴离子型架状结构的基本单位是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。在这种四面体中,中心是硅(或铝)原子,每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子,各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来,形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和,使得整个铝氧四面体带有1个负电荷,为保持电中性,附近要有1个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消极性(通常是碱金属或碱土金属离子)。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱,具有很大的流动性,易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用,交换后的沸石结构不被破坏。
沸石的这种结构决定了它具有离子交换性。
沸石在水产养殖上的应用前景
目前,世界上沸石饲料添加剂已趋向商品化生产,美、日、俄等 每年都有上万吨沸石饲料添加剂投入商品市场。我国在畜禽养殖业中已较广泛应用,对促进畜禽生长发育,提高生产性能,已取得显著的经济效益。如在猪饲料中添加50g沸石粉,日增重能提高5%~16%,料肉比降低0. 24%~0.3%,经济效益可提高5%~ 20%。用沸石粉饲养家禽、牛、羊都可提高生产性能,增加经济效益。
综上所述,沸石在水产养殖方面的特点可概括如下。
①具有强大的吸着力与离子交换能力(160~ 180mg/100g),可调节水质的pH值,能迅速消除有机腐化物及有害气体。
②能净化水质及清理池底污泥,防止疾病发生。
③撒布在水域中,可以消除鱼类的泥臭味。
④是一种价廉物美的水质、土壤净化剂和饲料添加剂。
沸石离子交换法脱氨氮
沸石有特定的阳离子交换顺序,通常斜发沸石的阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+> NH4+ >K+>Na+>Li+>Ba2>Sr3+>Ca2+>Mg2+。常规强酸性树脂的阳离子选择顺序为[7]:Fe3+> Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+ >Li+。在干扰阳离子特别是水中有Ca2+、Mg2+存在时,选择斜发沸石脱铵的效果更好。
3.1原理
沸石与NH4+的交换过程可用下式表示:X+Z-+NH4+→NH4+Z-+X+,Z表示铝硅酸盐的阴离子格架,X表示交换离子。通常此过程在沸石填充柱中进行[8,9]。柱床耗尽后,一般对其进行再生,也有将廉价的含沸石的粉末直接加入到废料中一起填埋或作为水泥的原料。
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沸石脱氨后再生技术
沸石是一种对NH4+具有特殊离子交换和吸附性能的矿物。因此,利用沸石的这一-特性可以去除污水中的氨氮。当沸石吸附水体中的铵达到平衡(或达到一定水平)后,就要考虑沸石的再生,将富集于沸石上的铵离子解吸或转化,恢复沸石对铵离子的吸附能力。沸石常用的再生方法是化学(NaOH、NaCl 和烘干或焙烧)再生法。生物沸石反应器,在反应器中,沸石既是铵离子的吸附材料,又是硝化细菌附着生长的填料,它会逐渐变成长满细菌的生物沸石。由于沸石对NH4+的交换作用,水体氨氮浓度受到控制,不会抑制生物活性,吸附在沸石上的铵离子会被长在沸石上的细菌硝化,实现沸石的动态生物再生。因而生物沸石反应器可以稳定的去除高浓度氨氮,并能适应冲击负荷。在系统中加入少量的阳离子(如Na+),可加快沸石生物再生讨程。