Transcript دانلود رايگان پاورپوینت زئولیت

‫زئولیت‬
‫زئولیت‪:‬‬
‫زئولیت ها گروه بس یار بزرگی از س یلساکهتای آبدار را اب ش باههتای زایدی از نظر ترکیب مهراهان و حنوه‬
‫رخداد تشکیل میدهند این اکین های س یلیاکهتای آلومینیوم داربس یت دارای ‪Na; CA; k‬و مقادیر‬
‫بس یار متغریی ‪H2O‬مهراه هستند‪ .‬بس یاری از آهنا ممکن است به آساین و اب یک تورم آشاکر گداخته‬
‫شوند ‪ .‬زئولیت ها بطور معمول اکین های خوب تبلور ایفته در نظر گرفته میشوند که در حفره ها و‬
‫رگه های س نگهای آذرین ابزی تشکیل میشوند‪.‬‬
‫پیوند آبدار در زئولیهتا بس یار سست است‪ ،‬بطوري که در دماي پايني ‪ ،‬آب خود را از دست يم دهند‪.‬‬
‫‪ ‬زئولیت چیست‪:‬‬
‫لکمه زئولیت مش تق از دو لکمه يوانین است که اب مه به معنای س نگ جوشان می ابشد و این انمگذاری به دلیل‬
‫کف کردن زئولیت در اثر حرارت بوده است‪ .‬زئولیت ها جامدات بلورین اب منافذ ریزند‪ ،‬پیوند مولکولهای آب‬
‫در ش بکه این اکین ها ضعیف است و در اثر دما بدون آنکه ساخامتن ش بکه فرو ریزد‪ ،‬آب خود را از دست‬
‫می دهند و این معل به صورت برگشت پذیر اجنام می شود‪.‬‬
‫زئولیت ها به صورت ش بکه کریس تایل شامل اکسژین و آلومینیوم ای س یلیس هستند که به صورت ساخامتین سه‬
‫بعدی درآمده اند‪.‬‬
‫زئولیت ها داراي منشا طبیعي بوده و به روش مصنوعي نزي تولید يم شوند‪.‬که زئولیت ها به روش طبیعي در‬
‫درایچه هاي قلیايي (منيک) ‪ ،‬آلرتاس یون توفها ‪ ،‬سیس مت ابز آهباي زیرزمیين ‪ ،‬خاکهاي میط قلیايي و رسوابت‬
‫معیق درای تشکیل يم شوند‪.‬‬
‫‪ ‬رایچه هاي قلیايي و منيک‬
‫درایچه هاي قلیايي و ای منيک واقع در مناطق گرم و خشک در خبيش از آب اس یديته ‪PH‬آن به‬
‫حدود ‪ ۹.۵‬يم رسد‪ ،‬میط مناس يب براي تشکیل زئولیتهاست‪ .‬موادي که در این درایچه ها يم‬
‫توانند به زئولیتتبديل شوند عبارتند از شیشه هاي طبیعي ‪ ،‬توفها ‪ ،‬اکئولینیت ‪ ،‬مونمتوريونیت و‬
‫پالژالکز‪ .‬زئوایهتاي که در این میط تشکیل يم شوند‪ ،‬عبارتند از فیلیس پیت ‪ ،‬لکینوپتالیت ‪ ،‬اريونیت‬
‫و به مقدار مکرت موردنیت و منشا ابزيت‪ .‬عالوه بر زئولیتها ‪ ،‬فدلس پات سدمي ‪ ،‬فدلس پات پتاس مي و‬
‫اکنهياي بردار نزي تشکیل يم شوند‪.‬‬
‫● آلرتاس یون‬
‫از اتثری ملولهاي گرمايي در رشايط مناسب زئولیتها تش یل يم شوند‪ .‬معموال لکینوتپالیت و موردنیت‬
‫در اعامق مکرت (دماي مکرت) و آانلیست ‪ ،‬هیوالنديت ‪ ،‬المونتیت و واراکتیت در اعامق بیشرت (دماي‬
‫ابالتر) تشکیل يم شوند‪.‬‬
‫●‬
‫مناطق اب سیس مت آهباي ابز‬
‫خاکسرت و دیگر مواد پریوپالستیيک اس ید حد واسط خست نشده (تفرا) حتت اتثری آهباي سطحي و‬
‫زیرزمیين قرار گرفته و تغیریايت از سطح به معق در آهنا اجياد يم شود‪ .‬از هیدرولزي شیشه و سایر مواد‬
‫در نزدیيک سطح زمني اکنهياي ريس بویژه امسکتیت تشکیل يم شود‪ .‬اب مل مواد به اعامق بیشرت مضن‬
‫افزایش ‪PH‬رشايط براي تبديل شیشه به زئولیتها فرامه يم شود‪ .‬خاکسرت و مواد پریوپالستیيک که در‬
‫میط خشيک تشکیل شده اند ات اعامق ‪ ۲۰‬ات ‪ ۵۰۰‬مرت حاوي اکنهياي ريس بوده و بعد از آن در‬
‫صورت مناسب بودن ‪PH‬آهباي زیرزمیين زئولیتها تشکیل يم شوند‪.‬‬
‫● خاکهاي میطهاي قلیايي‬
‫در میطهاي خشک و نميه خشک به دلیل تبخری زاید کربنات و يب کربنات سدمي در افق سطحي خاک‬
‫افزایش ایفته و اب افزایش ‪PH‬میط براي تشکیل زئولیتها مناسب يم شود‪ .‬مدوده تشکیل زئولیتها‬
‫از سطح آهباي زیرزمیين به طرف سطح زمني است‪.‬‬
‫● رسوابت معیق درای‬
‫توفها و رسوابت معیق درایيي حتت اتثری چرخه هاي آهباي گرم قرار گرفته در رشايط مناسب يم توانند‬
‫به زئولیت آلرته شوند‪.‬‬
‫تولید زئولیت به روش مصنوعي‬
‫▪ ابتدا ‪ ۳O۲AL ،O ۲H۲‬را در ملول داغ ‪Na OH‬حل و سپس اب س یلیاکت سدمي (‪)۳SiO۲Na‬‬
‫خملط يم منايند‪ ،‬خملوط حاصل به خمازن ویژه تشکیل ژل منتقل يم شود‪ .‬بلورهاي زئولیت در دماي حدود ‪۹۴‬‬
‫درجه سانتیگراد از ملول ژل رشوع به تبلور يم منايند‪.‬‬
‫▪ آلرتاس یون اکئولني ‪ :‬ابتدا اکئولني حرارت داده يم شود ات به متااکئولني تبديل شود بعد از آن را لکسینه منوده‬
‫و سپس اب اس تفاده از ملول اس یدي مقداري از س یلیس آن را آزاد منوده مصول را اب ‪NaOH‬شستشو يم‬
‫دهند‪.‬‬
‫‪ ‬طبقه بندی زئولیت‪:‬‬
‫زئولیت ها معمو ًال به دو دس ته طبیعی و مصنوعی تقس مي می شوند که اکربرد زئولیت های مصنوعی در صنعت بیشرت است‪ .‬اب‬
‫توجه به درخواست های فزاينده جتاری برای مرصف این نوع زئولیت ها مطالعات بیشامری بر روی آهنا در حال اجنام است‪.‬‬
‫طبقه بندی زئولیت ها بر مبنای ساخامتن توپولوژی پیکر زئولیت به ‪ ٧‬گروه به رشح زیر تقس مي می شوند‪:‬‬
‫دارای چهار حلقه منفرد مانند‪ :‬آانلیسم‪ ،‬فیلیپیست‪ ،‬المونیت‬
‫دارای شش حلقه منفرد مانند‪ :‬اريونیت‪ ،‬لوينیت‬
‫دارای چهار حلقه مضاعف مانند‪ :‬زئولیت های‬
‫دارای شش حلقه مضاعف مانند شاابزيت‪ ،‬زئولیت های‬
‫دارای پنج چهار وهجیی مانند‪ :‬انترولیت‪ ،‬اسکولیست‪ ،‬مزولیت‬
‫دارای هشت وهجیی مانند‪ :‬موردنیت‪ ،‬فریريت‬
‫دارای ده چهار وهجیی مانند‪ :‬لکینوپتیلواليت‪ ،‬هوالنديت‬
‫‪ ‬در بعیض گزارشات زئولیت ها از روی وضعیت ساخامتین آهنا به زئولیت های دانه ای و رش ته ای و ورقه ای‬
‫تقس مي بندی شده اند‪ .‬مهچنني زئولیت های طبیعی به طرق خمتلف تقس مي شده اند از آن مجهل‪:‬‬
‫الف‪ :‬تقس مي بندی بر اساس میط پیدایش ( هیدروترمال‪ ،‬رسویب‪ ،‬هوازدگی )‬
‫ب‪ :‬تقس مي بندی بر اساس اکین ش نایس ( بر مبنای دانسیته ش بکه ساخامتین‪ ،‬نوع فضاهای خایل و اکانل ها )‬
‫ج‪ :‬تقس مي بندی بر اساس خصوصیات فزيیکی و ش ميیایی ( مانند جذب و دفع مايعات و گازها‪ ،‬تواانیی تبادل يوین‬
‫و ‪) .....‬‬
‫در بني زئولیت های طبیعی تهنا ‪ ۸‬نوع به وفور در رسوابت و به مزيان اقتصادی ایفت می شود که این ‪ ۸‬نوع‬
‫عبارتند از آانلیسم‪ ،‬شاابزيت‪ ،‬لکینوپتیلواليت‪ ،‬اريونیت‪ ،‬هوالنديت‪ ،‬المونیت‪ ،‬موردنیت و فیلیپیست در این میان‬
‫لکینوپتیلواليت فراوانرتین زئولیت طبیعی است‪.‬‬
‫خصوصیات زئولیت‪:‬‬
‫خصوصیات اصیل فزيیکی و ش ميیایی زئولیت ها مربوط به ترکیب ش ميیایی و ساخامتن بلورین آهناست به‬
‫عبارت دیگر خواص آهنا به طبیعت ش ميی و فزيیکی آب موجود در ساخامتن زئولیت ها و مهچنني به حنوه‬
‫قرار گرفنت آب درون ش بکه های مولکویل بس تگی دارد‪.‬‬
‫وجود فلزات قلیایی و قلیایی خایک و وجود فضاهای خایل و مواد معدین متعدد به مه مرتبط در آهنا از‬
‫دیگر داليل تنوع خواص زئولیت هاست‪.‬‬
‫اکربرد زئولیت ها در صنايع متلف بس تگی به خواص فزيیکی و ش ميیایی دارد‪ .‬بریخ از این خصوصیات عبارتند از‪:‬‬
‫چگایل‪ ،‬اندازه‪ ،‬شلک‪ ،‬ختلخل و خسیت‪ ،‬جذب سطحی و تبادل اکتیوین‪.‬‬
‫زئولیت ها در اثر حرارت کف می کنند و نسبت ًا آسان ذوب می شوند‪ .‬به وس یهل اس یدها به ویژه اس ید‬
‫لکريدریک اب جداشدن س یلیس‪ ،‬ژهل مانند و جتزيه می شوند‪ .‬مقاومت آهنا در مقابل حرارت متغری می ابشد‬
‫‪ ‬به طور لکی زئولیت ها دارای خصوصیات زیر می ابش ند‪:‬‬
‫‪ -۱‬مزيان آبگریی زاید‬
‫‪ -۲‬چگایل مک و جحم خایل زاید هنگامی که آبگریی می شوند ‪.‬‬
‫‪ -۳‬ثبات ساخامتن بلوری در هنگام آبگریی‬
‫‪ -۴‬تواانیی تبادل يوین‬
‫‪ -5‬وجود اکانلهای مولکویل یکنواخت در بلورهای آبگریی شده‬
‫‪ -۶‬تواانیی جذب گازها و خبارها‬
‫‪ -٧‬خواص اکاتلزيوری‬
‫‪ -۸‬هدايت الکرتیکی‬
‫وزن خمصوص زئولیت ها مک و حداکرث ات ‪ ۵⁄۲‬و خسیت آهنا بني ‪ ۳‬ات ‪ ۵⁄۵‬است‪ .‬زئولیت ها در حالت‬
‫خالص‪ ،‬یب رنگ و ای مات و خاکسرتی و در صورت داشنت هیدروکس یدهای آهن به رنگ زرد‪ ،‬قهوه‬
‫ای ات قرمز هستند‪.‬‬
‫مقایسه خواص فزيیکی گروه زئولیت مانند خسیت و گراین‬
‫ویژه اب اکنهيای س یلیس فدلس پارها و فدليپاتويید‬
‫کوارتز‬
‫فدلس پار ها‬
‫فدليپاتويید ها‬
‫زئولیهتا‬
‫سختی ‪H‬‬
‫گرانی ویژه ‪G‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5-6‬‬
‫‪3.5-5.5‬‬
‫‪2.65‬‬
‫‪2.54-2.75‬‬
‫‪2.15-2.5‬‬
‫‪2-2.4‬‬
‫‪ ‬ازحلاظ ش ميیایی زئولیهتا به مکک نسبت ‪Si/Al‬موجود در چارچوب آنیوین آهنا از یکدیگر مامتیز می شوند‪ .‬این‬
‫نسبت بني یک و یب هنايت در زئولیت س یلیاکلیت (یک نوع اصالح شده ی س یلیاکی بلوری عاری از الومینمي )‬
‫متغری است‪.‬مقاومت اس یدی و پايداری گرمایی زئولیهتا اب افزایش نسبت ‪Si/Al‬افزایش می ایبد‪.‬زئولیهتا در‬
‫ساختارهای متعددی وجود دارند‪ .‬واحدهای پايه معموال چهاروهجیی های ‪SiO4‬و ‪AlO4‬هستند که توسط امتهای‬
‫اکسژین اشرتایک به مه متصل شده اندماهیت زئولیهتا از روی سیس مت حفرات موجود در چارچوب آهنا مشخص می‬
‫شود به طوری که جحم این حفرات مشخصه ی نوع زئولیت خواهد بود‪ .‬این حفرات توسط منافذی به مه مرتبط‬
‫شده اند و قطر این منافذ نزي نوع زئولیت را تعیني خواهد کرد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫زئولیهتای طبیعی ‪ :‬حدود ‪ 40‬نوع زئولیت در طبیعت ش ناخته شده است که تعدادی از آهنا از امهیت صنعیت‬
‫برخوردارند‪.‬زئولیهتای طبیعی نتیجه ی غری مس تقمي فعالیهتای آتشفشاین هستند و از طريق دگرگوین هیدروترمال‬
‫ابزالت ‪ ٬‬خاکسرت آتشفشاین و س نگ پا تشکیل می شوند‬
‫‪ ‬کاربرد های زئولیت‪:‬‬
‫زئولیت به عنوان جذب کننده ‪ :‬مولکولهایی که برای نفوذ به درون منافذ زئولیهتا به قدر اکیف کوچک هستند می توانند شديدا به زئولیهتا متصل شوند‪.‬‬
‫این مس ئهل به ویژه در مورد آب و سایر مولکولهای قطیب و قطبش پذیر کوچک صدق می کند و اساس اکربرد این مواد به عنوان خشک کننده ای‬
‫متزي کننده برای گازهایی نظری گاز طبیعی ای هوا قبل از مايع شدن را تشکیل می دهد‪ .‬به عالوه از زئولیهتا برای خارج منودن اب از مدارهای بس ته ی‬
‫مايع ( مثال در واحدهای منجمدسازی هجت جذب آب و جذب حالل ابیق مانده در فضای بني شیشه ی پنجره های دو جداره به منظور جلوگریی‬
‫از چگالش ) نزي اس تفاده می شود‪ .‬زئولیهتا به صورت صنعیت هجت خارج کردن دی اکس ید کربن ‪٬‬سولفید هیدروژن ‪٬‬مراکپتاهنا و غریه از خملوط‬
‫گازی به اکر مریود‪ .‬زئولیهتا در ذخریه سازی گرما مه اس تفاده می شودبه این صورت که در اثر جذب آب توسط زئولیهتا هوای مرطوب گرم می شود‬
‫و به دنبال آن به مکک انرژی خورش یدی زئولیهتا آب زدایی می شوند‪.‬‬
‫‪ ‬زئولیت پاک کننده ی میط زیست ‪ :‬زئولیهتا می توانند در میط زندگی ابزاین آمونمي را که وجود آن حیت در حد چند گرم در تن مسمومیت زا می‬
‫ابشد جذب کنند که عالوه بر جذب آلودگی ها به اتمني اکسژین ماهی ها مه مکک کنند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫زئولیهتا برای فرايندهای جداسازی ‪ :‬در حفرات زئولیهتا میداهنای الکرتوس تاتیکی شديد وجود دارد‪ .‬به مهني دلیل نیرتوژن که قطبش پذیر است در‬
‫زئولیهتا به مراتب مقیدتر از اکسژین می ابشد‪ .‬به مکک چرخه های چند مرحهل ای جذب _واجذب حتت فشار اماکن تولید هوای غین از اکسژین‬
‫وجود دارد که می تواند در اتسیسات فاضالب ای فوالد اکری اس تفاده شود‪ .‬زئولیهتا می توانند نقش غرابل مولکویل داش ته ابش ند مثال خملوطهای ‪n-‬‬
‫و ایزوآلاکهنا می توانند جداسازی شوند زیرا فقط ‪n-‬آلاکهنا اماکن نفوذ به داخل حفرات زئولیت را دارند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تولید اکسژین‬
‫بعيض از زئولیتها نیرتوژن را بطور انتخايب جذب يم منايند‪ .‬ژاپنهيا اب ساخنت دس تگايه که در آن از موردنیت اس تفاده شده‬
‫‪ ،‬توانس ته اند اکسژین را از هوا هتیه منايند‪ .‬اکسژین تولید شده ات ‪ ۹۰‬درصد خالص است‪.‬‬
‫انرژي خورش یدي‬
‫از زئولیتها بویژه شاابزيت و لکینوپتالیت در ذخریه سازي انرژي خورش یدي اس تفاده يم شود‪ .‬زئولیتهاي انمربده در طول‬
‫روز ‪ ،‬آب خود را از دست يم دهند و در فاصهل شب و به هنگام جذب رطوبت يم توانند انرژي ذخریه شده در طول روز‬
‫را آزاد منايند‪.‬‬
‫کشاورزي‬
‫زئولیتها را در کشاورزي براي هببود کیفیت خاک ‪ ،‬هتیه خوراک حیواانت و مهچنني در هتیه حرشه کشها باکر يم برند‬
‫کنرتل آلودگي‬
‫لکینوپتالیت به علت داشنت خاصیت جانشیين يوين ‪ ،‬يم تواند ایزوتوهپاي زسمي و اسرتانس مي را که داراي خاصیت‬
‫راديواکتیويته هستند‪ ،‬به خود جذب منايد‪ .‬ملولهاي حاوي اکتیوهناي راديواکتیو را از س تون حاوي لکینوپتالیت عبور يم‬
‫دهند‪ ،‬آنگاه مواد راديواکتیو جذب لکینوپتالیت يم شوند‪.‬‬
‫مصارف دیگر‬
‫پیش از این زئولیتها به دلیل وزن خمصوص پايني آهنا به عنوان مصاحل س بک وزن اس تفاده يم شده است‪ .‬اينک زئولیتها‬
‫را به عنوان ماده پر کننده در اکغذ اس تفاده يم کنند‪ .‬مزاایي زئولیت نسبت به اکئولني درصد اوپايک بیشرت ‪ ،‬سهولت برش و‬
‫اکهش وزن آن است‪ .‬در مخری دندان از زئولیت به دلیل قابلیت پویش هبرت نسبت به ‪ ۴CaHPO‬و ابيق ماندن فلوريد به‬
‫صورت يوين اس تفاده يم شود‪.‬‬
‫اکربردهاي جديدتر زئولیت در واقع رفنت به مست كشاورزي بر پايه زئولیت است و به جاي خاك از زئولیت به انم زئوپونیك‬
‫كه متشلک از ‪۹۰‬درصد زئولیت و ‪۱۰‬درصد بقیه مواد مورد نیاز است ‪ ،‬اس تفاده شود‪.‬‬
‫زئولیت به طور طبیعي داراي سه فاكتور نیرتوژن‪ ،‬فسفر و پتاس مي است و زئوپونیك خايک است كه از متام این عنارص كه‬
‫مورد نیاز خاك و گیاه است تشكیل شده است‪ .‬حتقیقات نشان يمدهد وقيت از زئوپونیك براي كشت و زرع اس تفاده‬
‫شود دو ات سه سال مواد مغذي خاك و گیاه اتمني يمشود و نیازي به كودديه نیست‪.‬‬
‫به عبارت دیگر اس تفاده از زئولیت ابعث حاصلخزيي خاك يمشود‪.‬‬
‫مزيان ماندگاري زئولیت در خاك‬
‫حتقیقات نشان داده كه بريخ كودهاي ش ميیايي بعد از سه ابر متوايل آبیاري حدود ‪۹۰‬درصد خاصیتشان شس ته و از بني‬
‫يمرود اما اب اس تفاده از زئولیت يمتوان كودهايي ساخت كه ‪۹۰‬درصد را به ‪۱۵‬درصد اکهش دهد‪.‬‬
‫براي اس تفاده از زئولیت به عنوان كود راههاي خمتلفي وجود دارد كه سادهترین آن اس تفاده فزيیيک از آن است اما در روش‬
‫پیرشفته‪ ،‬تولید كودها بر پايه زئولیت است‪.‬‬
‫به كودهايي كه اب زئولیت ساخته يمشوند به اصطالح كودهاي آهس ته رهش گفته يمشود‪ .‬این كودها مواد مغذي را به آهس تگي‬
‫و اب توجه به نیاز گیاه آزاد يم كنند حيت این قدرت را دارند كه تشخیص دهند يك گیاه در زمان مشخص به چه نوع مواد‬
‫مغذي نیاز دارد و اب توجه به نیاز گیاه ماده مغذي مورد نظر را آزاد يمكند از این رو به آن كود هومشند گفته يمشود‪.‬‬
‫منابع بس یار عظميي از زئولیت در كشور ما وجود دارد كه اب توجه به اصول و حتقیقات علمي و صنعيت شدن دنیا جا دارد از‬
‫سوي مسووالن توجه بیشرتي به اس تفاده از آن صورت گرید و اب اجياد بسرت علمي اس تانداردسازي زئولیت در كشور‬
‫فرامه شود‬
‫زئولیت در ایران‬
‫در مناطق اشلق چاي و ين ابغ (میانه) ‪ ،‬مسنان ‪ ،‬طلعه (ورامني) ‪ ،‬رودهن ‪ ،‬طالقان و قلعه‬
‫عسکر (کرمان) زئولیت معدات در س نگهاي آتشفشاين گزارش شده است‬