XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Цеолиты представляют собой кристаллические алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов (Таблица 1). Они обладают многими желательными ионообменными, молекулярными просеивающими и каталитическими свойствами, которые делают их ценным минеральным сырьем. Синтетические цеолиты используются в коммерческих процессах уже более 25 лет, но только недавно природные цеолиты стали рассматриваться как потенциально ценные минеральные ресурсы. Из-за этого интереса Горное бюро взяло на себя этот доклад, чтобы обсудить возникновение, синтез, минералогию, экономику и использование этих универсальных минералов.

Таблица 1

Химический состав цеолитов,%

Цеолиты были впервые идентифицированы Констедтом в 1756 году. Название цеолит, от греческих слов, означающих “кипящий камень", намекает на вспенивание и пузырение, наблюдаемые Кронштедтом при нагревании нескольких кристаллов. В 1845 году Уэй обнаружил, что в некоторых почвах сохраняются соли аммония. Брек сообщил, что гидратированные силикаты в почве были найдены ответственными за это и что это, вероятно, были первые эксперименты по ионному обмену. Вейгель и Штайнхофф в 1925 году первыми определили, что шабазит избирательно поглощает более мелкие органические молекулы и отторгает большие. Это явление было описано Макбейном в 1932 году как " молекулярное просеивание.” Только в 1940-х и 1950-х годах резко возросли исследования свойств цеолитов, особенно в лабораториях Баррера в Имперском колледже в Лондоне. Работа Баррера включала в себя распознавание различных типов молекулярных сит, количественные исследования молекулярного просеивания и использование ионного обмена для изменения обменных свойств молекулярных сит.

В современном мире существует серьезная нехватка чистой воды. Сточные воды, производимые различными отраслями промышленности, являются основной частью сточных вод в мире. Сточные воды от промышленных процессов могут сбрасываться в наземные и водные системы. Обычно существует много ядовитых и токсичных веществ, таких как катионные и анионные ионы, нефть и органические вещества, которые могут загрязнять экосистему и здоровье человека. Поэтому за последние десятилетия было разработано много методов и появилось много технологий очистки сточных вод. До сих пор адсорбция является общепринятым методом, который является простым и эффективным способом очистки воды и сточных вод из-за разработки эффективного адсорбента. Многие адсорбенты найдены и широко используются для адсорбции ионов и органических веществ при очистке сточных вод, таких как активированный уголь, глинистые минералы, биоматериалы, цеолиты и некоторые твердые промышленные отходы, например шлам.

Цеолитовые туфы встречаются во многих местах мира после первого цеолитового минерала, найденного в вулканогенной осадочной породе. Природные цеолиты используются во многих областях, таких как адсорбция, катализ, строительная промышленность, сельское хозяйство и рекультивация почв.

Основой природных цеолитов являются гидратированные алюмосиликатные минералы, имеющие пористую структуру со многими ценными физико-химическими свойствами, такими как катионообмен, молекулярное просеивание, катализ и сорбция. Благодаря свойствам цеолитов природные цеолиты, используемые в экологических целях, приобретают все новые исследовательские интересы. При очистке воды и сточных вод природные цеолиты считаются перспективным способом очистки окружающей среды.

Молекулярное просеивание относится к селективной адсорбции катионов внутри сорбента, основанной на физических размерах и распределении заряда. Молекулярное просеивание зависит от характеристик как сорбента, так и адсорбируемого материала. Цеолиты хорошо подходят для молекулярного просеивания, поскольку они обладают открытым, но однородным кристаллическим каркасом с узким распределением пор по размерам. Это контрастирует с другими типами молекулярных сит, такими как силикагели или активированный уголь, которые имеют более широкий диапазон распределения пор по размерам. Это свойство делает цеолиты более селективными по размеру, чем другие молекулярные сита.

В качестве альтернативы вредоносным фосфатам, ученые со всего мира разработали следующее направление: замена фосфатов, смягчающих воду, цеолитами.

Цеолиты в составе порошка позволяют использовать меньшее количество ПАВ за счет снижения жесткости воды, т.к. основная функция цеолита - уменьшить жесткость воды. Основной отстирывающий компонент-  ПАВ - легко справляется с загрязнениями, когда вода уже «мягкая». 

Заключение

По нашему мнению, ферменты в составах моющих средств еще не полностью раскрыли свой потенциал.С помощью цеолита решается большое количество глобальных проблем и задач в мире. С его помощью производится охрана окружающей среды и её восстановление. Представители группы обладают большой эффективностью и при этом имеют низкую стоимость. 

Список литературы

Инфомайн. Обзор рынка природных цеолитов в СНГ: Изд. 2,- М., 2010. - С. 9-13.

Ayar N., Кeceli G., Кurtoglu А. Е., Atun G. Cationic dye adsorption onto natural and synthetic zeolites in the presence of Cs+ and Sr2+ ions /Toxicological and environмental Cheмistry. - 2015. - T. 97, вып. 1. - С. 11-21.

Данилович Д. А. Направление развития технологий очистки сточных вод и обработки осадков в XXI веке / Экология производства. - 2014. - №12. - С. 44-51.

Агеев, А.А. Адсорбция поверхностно-активных веществ / А.А. Агеев, В.А. Волков. - Москва : 2011,- 200с.

S. Kurbaniyazov G., Shalabayeva,G.Toychibekova,G. Aripzhan/ Main Properties of Zeolitesand their Multipurpose Application / News of the National Academyof Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of Geologyand Technical Sciences ISSN2224-5278 Volume 5, Number425 (2017), 244 – 248

Қалдыбаева А.,Абдимуталип Н. / Безопасность окружающей среды/IХ Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум 2017»