酸改性红辉沸石特征研究.pdf

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1、第24卷第4期V0J．24，NO．4婶争电2010年8月MINERALRESOURCESANDGEOLOGYAug．，2010酸改性红辉沸石特征研究①顾湛琦，李蘅。，张静。，肖筱瑜(1．广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西南宁530022；2．桂林矿产地质研究院，广西桂林541004)摘要：采用物理比表面积、扫描电镜、红外光谱、x射线衍射、差热等方法来表征酸改性后的红辉沸石矿石特征．获得通过酸改性后红辉沸石比表面积、孔容和原矿中的杂质都会发生变化，从而可提高红辉沸石的吸附和交换性能，达到改性红辉

2、沸石处理污染物的能力。关键词：红辉沸石；酸改性；表征方法中图分类号：P619．217文献标识码：A文章编号：1001—5663(2010)04一O38O—O5沸石(zeolite)是沸石族矿物的总称，主要由火山学者对沸石在水污染控制进行了研究[4~131，并采用熔岩或火山碎屑岩水解脱玻化而成，常见于喷出岩，物理或化学的方法对天然沸石进行改性EI4~Zo]，提高特别是玄武岩的孔隙中，亦见于沉积岩，变质岩以及沸石x~TJ"污染控制能力，但是还没有人采用物理比表热液矿床[】]。自1975年Cronste

3、de发现沸石矿，目前面积、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、差热等方法天然沸石矿物种类已超过4o种，矿床近3000处，是硅来表征改性后的沸石矿石特征。本文针对酸表面改性酸盐中最大一类矿物。我国有极为丰富的沸石资源，后的车田红辉沸石矿物采用比表面积、扫描电镜、红自1972年在浙江缙云县发现有工业价值的沸石矿床外光谱、X射线衍射、差热等方法来表征、论述酸改性后，在全国21个省市发现了140多个沸石矿床l3]。沸后红辉沸石特征。石是呈现骨架状结构的多孔性、含水、铝硅酸盐晶体(aluminosilicate

4、)，化学式为Mx／[AlsiyO2()]1红辉沸石特征pH。0，实际上是由Al。0。、SiO、H：0和金属阳离子四部分构成。沸石骨架结构是由氧、硅和铝三种原子构广西资源车田红辉沸石产于花岗岩岩体边缘及成的三维空间结构，结构中存着空间和孔道，各种沸其外接触带的断裂破碎带内，属低温热液成因[2¨，矿石都有自己特定形状和大小的空洞和孔道，人工合成体呈脉状，与围岩边界清楚，局部含围岩角砾，储量5O的沸石具有形状规整、大小均匀的空洞和孔道，而天万吨左右。矿石呈块状自然白度约92，集合体呈束然沸石孔道常不规整

5、，分布和大小也不均匀。沸石因状、放射状或晶簇状，其化学组成主要为SiO。、Al：O。其有特殊物理化学性质，包括吸附性能、阳离子交换和H，0(表1)。性能，催化性能、耐酸耐热和耐辐射性能。国内外许多表I红辉沸石的化学成分Table1Chemicalcompositionofstellerite测试单位：桂林矿产地质研究院收稿日期；201o—o3一o1作者简介：顾湛琦(1965一)，女，高级工程师．主要从事环境保护技术开发与研究工作。基金项目：广西科学与技术开发计划项目资助(桂科攻0235006—6)

6、；环境工程与保护评价重点实验室主任基金项目资助(桂科能0703ZD25)3802酸改性红辉沸石矿物特征表2原矿和改性后红辉沸石的比表面、孔容、孔径Table2Specificsurfacearea，porevolumeandporediameteroforiginoreandmodifiedstellerite2．1酸改性红辉沸石制备工艺分别用5M和2M浓度的盐酸和硫酸，固液比为1：1．5～1：2，加入到20～8O目的红辉沸石原矿中，浸泡2～6小时不等，加碱中和后用蒸馏水洗至中性，100℃-4-5

7、lC下烘干得到酸改性红辉沸石样品。2．2比表面、孔容、孔径分析对红辉沸石原矿和酸改性后的沸石进行表面分析(表2)，用硫酸改性的红辉沸石比表面和孔容增大，这表明硫酸改性后的红辉沸石比原矿比表面积增大，孔径没有增加；用盐酸改性的红辉沸石比表面和孔容均减小，孔径基本无变化。而盐酸比原矿比表面积变化较小。2．3扫描电镜分析2．4红外光谱(IR)测试用扫描电镜观察酸改性红辉沸石(图1、图2、图酸改性红辉沸石较原矿红外光谱稍有变化(图4、3)。与原矿相比，无论是硫酸还是盐酸改性过的红辉图5、图6)，硫酸改性后

8、的红辉沸石在1200～4000沸石，都能改变沸石的表面形貌。酸改性的沸石表面cm范围内移动；而盐酸改性后在7OO～1200cm范刻蚀较深，而盐酸处理后的沸石，表面刻蚀度较浅轻，围内移动。图1红辉沸石原矿不同放大倍数的扫描电镜图Fig．1Differentmagnificationpicturesofscanningelectronicmicroscopeoforiginstelleriteore图22#(硫酸改性红辉沸石)不同放大倍数的扫描电镜图Fig．2Differentmagn