Цеолиты вулканического происхождения
Цеолиты ценятся за ряд уникальных характеристик, которые используются в разных сферах деятельности. Они обладают ионнообменными, фильтрационными, каталитическими и многими другими свойствами.
Существует два вида цеолитов – природные (их также называют натуральными) и синтетические (то есть искусственные). Первые создает сама природа, человек лишь преобразовывает их в необходимые ему материалы. Самым распространенным и изученным природным цеолитом является клиноптилолит, который возникает при выбросе вулканического пепла во время извержения вулкана. Вторые, искусственные, создаются с помощью специальных методик. Они хороши тем, что могут производиться под конкретные задачи. В этом случае можно выбрать размер гранул - к примеру, иногда требуются крупные, а иногда, наоборот, мелкие.
Природные цеолиты, в свою очередь, также имеют разные категории в зависимости от того, какое они имеют происхождение. К первым относят вулканические породы, отличающиеся твердостью и прочностью, ко вторым – осадочные (содержание цеолита в них не превышает 20%). Осадочные появляются в осадках благодаря скоплению глинистых и других минералов. Вулканические же связаны с процессами схождения вулканического пепла, извергаемого вулканами. Существует также промежуточная категория – вулканогенно-осадочные цеолиты. Их выделяют, когда нет возможности назвать точную причину образования минералов.
Вулканический туф, представляющий собой горную породу, является самым распространенным прародителем будущего вулканического цеолита. Благодаря ему появляются весьма крупные скопления минералов. Причем, они образуются не непосредственно после извержения вулкана, а значительно позже, когда гидротермы проходят через материнские породы и откладывают в образовавшихся пустотах камни.
Вулканическая горная порода имеет достаточно высокий процент содержания минерала – около 70%. Благодаря этому он становится таким твердым. В этом процессе большую роль играет происхождение таких цеолитов. Они являются производными шлейфов вулканического пепла: после извержения вулкана могут пролететь сотни километров, прежде чем осесть на поверхности земли. Далее должно пройти немало лет, прежде чем эти минералы кристаллизуются в конечный продукт – природный цеолит высокого качества.
На сегодняшний день существует около 40 типов природных цеолитов, часть из которых – вулканического происхождения. Каждый из них после обнаружения проходит обязательный этап переработки для дальнейшего использования. Для того, чтобы минерал проявил свои лучшие характеристики, необходимо воздействовать на него механически и термически. Изначально порода представляет собой слегка влажную массу, над которой совершаются следующие манипуляции: дробление, высушивание, тщательное измельчение и помол, а также деление на определенные фракции. В итоге изменяются ее характеристики – объем пор становится в разы больше, увеличивается их удельная поверхность, исчезают углекислый газ и вода. Таким образом цеолит в прямом смысле активизируется: на его внутренней поверхности появляются активные области.
Внешне вулканический камень напоминает твердую глину и имеет стеклянный (перламутровый) блеск. С виду он ничем не примечателен, однако обладает рядом важных характеристик, среди которых следующие:
- благодаря своей каталитической способности он ускоряет течение некоторых химических реакций;
- имеет возможность совершать ионный обмен, за счет которого цеолит поглощает и удаляет вредные вещества, при этом оставляя полезные – в этом смысле он проявляет избирательность;
- отличается высокой скоростью поглощения влаги, причем забирает ее сразу, при первом же контакте. Благодаря этому нет необходимости конструировать большие фильтрующие установки: адсорбция все равно происходит в небольшом слое – не выше 10 см.
Вулканический цеолит за счет своей природной плотности идеально подходит для очистки воды. Он удаляет из нее вредные соединения, ионы аммония и аммиак. Параллельно минерал уменьшает жесткость воды, а также выводит из ее состава железо, если оно содержится там в большом количестве. Вместе с этим улучшаются вкусовые качества воды, пропадает посторонний запах – воду становится приятнее пить.
Цеолит, до того, как начнет взаимодействовать с водой, представляет собой жесткую губку с микропорами. Объем пор в ней весьма велик и доходит до половины объема самого минерала. Это и определяет его адсорбционные свойства. Благодаря расширенным порам осуществляется обмен через молекулярные сита. Минерал уникален, так как обладает способностью отделять одни молекулы от других даже в том случае, когда их размеры отличаются на миллионную долю миллиметра. Эта особенность ценна и для очистки сточных ливневых вод. Минерал может эксплуатироваться в неблагоприятных условиях – при высоких температурах и в агрессивных средах, что делает его универсальным. Он служит механическим фильтром для вредных элементов и оказывается незаменим при очистке стоковых вод на производствах, в городской ливневой канализации, а также при водоподготовке на теплоэнергетических заводах.
Помимо водоочистительных мероприятий, свойства цеолита вулканического происхождения могут пригодиться и в других сферах деятельности. Так, например, он может служить отличным сорбентом для очистки нефтепродуктов. Его используют в процессе осветления топлива, так как минерал способен поглощать сероводород в больших количествах. Им же топливо фильтруют, удаляя вредные соединения – например, сернистые.
В качестве сорбента цеолит вулканический купить выгодно для применения в сфере животноводства. Здесь он играет ключевую роль энтеросорбента: его применяют в качестве добавки к основному корму. Польза цеолита заключается в том, что он избирательно относится к ионам: хорошие соединения и полезные вещества он не трогает, плохие – поглощает и выводит. Животные благодаря реакции обмена получают из пищи калий, натрий, кальций, а также кремний. При этом избавляются от вредных радионуклидов, аммиака, метана и других токсинов. Корма с добавлением природного безопасного цеолита могут использоваться в животноводстве на постоянной основе, так как минерал не всасывается в кровь и легко выводится из организма естественным путем. Он улучшает пищеварение и улучшает общее состояние животного за счет благотворного влияния на все системы организма.
