Zeolite分子組成中剩余的磁電荷在沸石骨架上產生負電荷,稱為同晶取代。因此,這些帶負電荷的區(qū)域是吸附溶液中可交換陽離子的理想場所。如果結構中沒有合適的位置,或者如果它已經被填充,則陽離子會在離子交換時占據(jù)水分子的位置。沸石的這種特性是軟化和過濾通過該材料的廢水的一部分。
天然沸石具有排除某些陽離子的能力,這取決于它們在沸石結構內的微孔通道和空腔的大小。那些大于內部空腔的陽離子被排除在沸石的全部或部分內表面之外。然而,確實“適合”內部結構的陽離子可以交換(通過同晶取代或離子交換)進入結構并成為沸石骨架的一部分。因此,天然沸石以其分子篩特性而聞名(Tsitsishvili 等,1992)。沸石的第一個實際應用是在 19 世紀進行的 (Breck, 1974)。分子篩和陽離子交換應用的應用已為人所知數(shù)百年。
陽離子交換和分子篩特性允許凈化和捕獲石油、碳氫化合物、氨、甲烷、放射性核素、放射性同位素和重金屬;以及一系列帶正電的元素和化合物。沸石可以在場地修復、垃圾填埋場、溢出物清理、市政、空氣過濾、廢水過濾和輻射捕獲中發(fā)揮作用。
眾所周知,壓裂行業(yè)每年產生數(shù)十億加侖的廢水。有幾個加工廠允許將油與水分離,水可以重新用于額外的壓裂或清潔并返回生態(tài)系統(tǒng)。沸石具有適當過濾重金屬、輻射和碳氫化合物的壓裂水的能力。存在使用沸石作為過程的一部分的過濾室的可能性,以過濾到可接受的釋放到溪流中。天然沸石在混合金屬污染廢水的廢水處理中,通過調節(jié)或斜發(fā)沸石表明,90% 的重金屬可以在 15 分鐘的接觸時間內去除。斜發(fā)沸石的選擇性序列顯示為:Pb > Cu > Cd > Zn > Cr > Co > Ni
沸石在火山灰特性方面與粉煤灰相似,沒有不一致之處和其他有害化合物,包括放射性同位素,被添加到方程式中。一些飛灰甚至被 EPA 降級為有害物質。沸石存在于穩(wěn)定的沉積物中,這意味著交付的產品隨著時間的推移將保持一致的質量。沸石能夠預先混合到其他穩(wěn)定產品中,例如木屑顆粒或混合在顆粒或鋸末、飛灰、窯灰、回收紙板和任何其他類型的吸收材料的頂部。
土耳其環(huán)境科學研究所完成的一項題為:使用斜發(fā)沸石沸石進行工業(yè)污泥固化的研究的結論加強了沸石的使用,以使用沸石固化工業(yè)污泥。該研究基于三個部分:待固化材料的制備、固化材料的無側限抗壓強度值 (UCS) 以及使用標準毒性特性浸出程序 (TCLP) 的浸出特性。摘要指出,工業(yè)污泥中的有害成分成功地鎖定并固定在固化形成的結構中。出于與沸石通常用作火山灰的相同原因,測得的高 UCS 值達到 4448 kPa。將浸出測試結果與危險廢物控制條例規(guī)定的限值進行比較,該研究得出結論,盡管確實存在用作混凝土火山灰等有益產品的潛力,但固化污泥樣品可以安全地棄置于垃圾填埋場,將廢物轉化為具有效益和價值的產品。