Цеолиты

(от греч. Zeo - киплю и fithos - камень, т.к. Образуют пузырчатое стекло при сильном и быстром нагревании * a. Zeolites. Н. Zeolithe. Ф. Zeolithes. И. Ceolitas) - группа минералов, каркасные алюмосиликаты c обобщённой формулой Kx/nAlxSiyO2(x+y)В·ZH2O, где K - катионы щелочных и щелочно-земельных металлов, аммония, y синтетич. Ц.- также алкиламмония, и др. N - заряд катиона. Bпервые описаны в 18 в. Известно более 40 минеральных видов природных Ц. Наиболее распространённые. Клиноптилолит (K2Na2Ca)3(Al6Si30O72)В·20H2O, гейландит (Na, K)Ca4(Al9Si27O72)В·24H20, филлипсит K2(Ca0,5Na)4(Al6Si10O32)В·I2H2O, ломонтит Ca4(Al8Si16O48)В·I6H2O, морденит (Na2K2Ca)4(Al8Si40O96)В·28H2O, эрионит NaK2Mg, Ca1,5(Al8Si28O72)В·28H2O, шабазит (Ca, Na2)2(Al4Si8O24)В·12H2O, феррьерит (Na, K)Mg2Ca0,5(Al8Si30O72)В·20H2O, Анальцим.

Ц. - нестехиометрич. Соединения, их составы изменяются в широких пределах, образуя ряды твёрдых растворов. Kристаллич. Структуры Ц. Состояn из тетраэдров (SiO4)4- и (AlO4)5-, соединённых вершинами в ажурные каркасы, в полостях и каналах к-рых находятся катионы и молекулы H2O. Пo геометрии вторичных строит. Элементов (колец, полиэдров) и общей топологии каркасов Ц. Подразделяются на 7 кристаллохимич. Групп (гейландита, филлипсита, морденита, шабазита и др.).B природе образуют хорошо огранённые кристаллы разл. Симметрии и габитуса (изометричные, призматич., игольчатые, таблитчатые) c разл. Проявлением спайности (от совершенной до отсутствия её) и размерами от долей мкм до 10 см (анальцим). Обычно белые, иногда бесцветные и прозрачные, реже окрашенные в красноватые, коричневые и зеленоватые оттенки.

Tв. 3-5. Плотность 1900-2800 кг/м3. Ц. Образуются при темп-pax не св. 250В°C и давлениях 200-300 МПa в результате гидротермальных, гидротермально-метасоматич., диагенетич. И метаморфич. Процессов в вулканич. (базальт-андезит-риолитовых) и вулканогенно-осадочных породах. Kрупнейшие скопления Ц. Возникают при метаморфизме вулканич. Туфов за счёт изменения вулканич. Стёкол гл. Обр. Кислого состава и при диагенезе осадков океанов и солёных озёр. Пром. М-ния Ц. Представлены преим. Цеолитсодержащими туфами (до 60-95% Ц.). В CCCP имеются в Закарпатье, Закавказье, Kузбассе, Якутии, Бурятии, Приморье, на Kамчатке и o. Cахалин (всего более 20). За рубежом - в США, Японии, Болгарии, Bенгрии, Mонголии, на Kубе. Bсего в мире известно ок. 1000 крупных (c запасами св.

105 т) м-ний Ц. Более чем в 40 странах. Пром. Ценность представляют клиноптилолит, морденит, шабазит. Перспективны также анальцим, филлипсит и нек-рые др. Ц.C 50-x гг. 20 в. В пром. Масштабах производятся искусств. Ц. B лабораториях синтезировано более 100 структурных видов, большинство к-рых не имеют природных аналогов. Получают их в виде микрокристаллич. Агрегатов из высокоактивных реакционных смесей (гелей и др. Аморфных веществ) при темп-pax не св. 200В°C.Пром. Ценность Ц. Определяется гл. Обр. Наличием y них уникальных ионно-молекулярно-ситовых и каталитич. Свойств, обусловленных кристаллохим. Особенностями Ц., их способностью к катионному обмену, потере и поглощению воды и др. Молекул без разрушения структурного каркаса. Oсобенно большое значение имеют природные (клиноптилолит, морденит) и искусств.

Высококремнистые Ц., a также их модифицир. Формы, получаемые введением в структуру Ц. Катионов I-VIII групп. Oбезвоженные Ц. - высокоактивные сорбенты большой ёмкости (до 50% свободного объёма). B пром-сти Ц. Применяются для выделения, очистки и катализа углеводородов (напр., в крекинге нефти). Разделения и глубокой осушки газов (в т.ч. Природного) и жидкостей. Получения вакуума. В качестве мягких наполнителей бумаги, при произ-ве цемента и силикатного кирпича. В c. X-ве в виде кормовой добавки, повышающей сохранность, продуктивность и качество животных и домашней птицы. В земледелии - в качестве увеличивающих плодородие многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов действия водорастворимых удобрений.

Kроме того, Ц. Используют для удаления на предприятиях из отходящих газов SO2, H2S, NOx. Очистки воды от ионов аммония, токсичных (Pb, Hg, Tl) и радиоактивных металлов (Sr, Cs). В почвах в качестве селективной "ловушки" для ионов радиоактивных изотопов Sr и Cs. Kрупные кристаллы и друзы природных Ц. - ценный коллекционный материал.Литература. Cендеров Э. Э., Xитаров H. И., , их синтез и условия образования в природе, M., 1970. Брек Д., Цеолитовые молекулярные сита, пер. C англ., M., 1976. Бappep P. M., Гидротермальная химия цеолитов, пер. C англ.., M., 1985. Природные цеолиты, M., 1985. Gottardi G., Galli E., Natural zeolites, B. - Heidelberg, 1985.И. A. Белицкий..