第一節(jié) 沸石的來(lái)歷
沸石(zeolite)是一種礦石,最早發(fā)現(xiàn)于1756年。瑞典的礦物學(xué)家克朗斯提(Cronstedt)發(fā)現(xiàn)有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,因此命名為“沸石”。
第二節(jié) 沸石的用途
一、沸石的工業(yè)用途
(一)斜發(fā)沸石
在巖石致密結(jié)構(gòu)處的斜發(fā)沸石,多呈似放射狀板片集合體微形態(tài),而在孔隙發(fā)育處,可形成具完好或部分完好幾何形態(tài)的板塊晶體,寬可達(dá)20mm,厚5mm左右,端部約呈120度角,有的呈菱形板片和板條狀。EDX譜為Si、Al、Na、K、Ca。
(二)絲光沸石
SEM特征微形態(tài)為纖性狀,纖絲般細(xì)直或稍有彎曲,直徑約為0.2mm,長(zhǎng)度可達(dá)幾mm,可為自生礦物,但也見到在蝕變礦物外緣,呈放射狀逐漸分開形成纖絲狀絲光沸石。此種絲光沸石應(yīng)為改造型礦物。EDX譜主為Si、Al、Ca、Na。
(三)方沸石
SEM特征微形態(tài)為四角三八面體和各種形態(tài)的聚形,晶面多呈4、6邊形,晶??纱笾翈资甿m,EDX譜特征元素為Si、Al、Na,可以有少量Ca。
(四)菱沸石
SEM特征微形態(tài)短菱柱形大小可從1mm到幾mm,EDX譜為Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。
二、沸石的養(yǎng)殖應(yīng)用
(一)促生長(zhǎng)性能
一些相關(guān) 研究 已經(jīng)證明,沸石作為飼料添加劑可以促進(jìn)豬生長(zhǎng)的性能,并且不會(huì)對(duì)豬的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。在飼料中加人1%-2%的低比例天然斜發(fā)沸石可以對(duì)豬的生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響。含有沸石的飼料可以改善豬的平均日增重和/或者飼料轉(zhuǎn)化率,也可以提高母豬的生產(chǎn)性能。飼料中加人沸石可以減緩食物通過(guò)消化道的速度,從而提高營(yíng)養(yǎng)的利用率。沸石的作用效果主要與以下各參數(shù)相關(guān):沸石的種類、純度、地理來(lái)源、理化性質(zhì)、在飼料中占有的比例以及使沸石的功能持續(xù)作用于動(dòng)物所需要的飼料和環(huán)境條件等。
試驗(yàn)證明,含50%甲酸鈣、8%甲酸和42%天然斜發(fā)沸石的飼料添加劑能夠提高豬的生長(zhǎng)速度和改善豬的飼料轉(zhuǎn)化率。在飼料中添加1.5%的上述添加劑,可以使測(cè)試組動(dòng)物的第一個(gè)月增重達(dá)到13.4 kg,而對(duì)照組對(duì)應(yīng)的體重增加是8.3 kg;測(cè)試組的日增重是0.47 kg,對(duì)照組為0.29 kg;測(cè)試組的料肉比是3.13,而對(duì)照組為4 .7。
(二)疾病防治
大量試驗(yàn)已經(jīng)證明,沸石能夠緩解及預(yù)防一些化合物、重金屬以及氨的毒害作用,這對(duì)畜產(chǎn)品的食品安全具有重要意義。沸石用于毒枝菌素的結(jié)合吸附是一個(gè)近年來(lái)很熱門的 研究 課題。另外,也有一些 研究 表明,飼料中加人沸石對(duì)豬腹瀉綜合征發(fā)病率的降低和病情的緩解都起到了積極的作用,但是沸石作用的確切機(jī)理并不明朗。沸石預(yù)防豬特定疾病的可能機(jī)理。
(三)減少氨氣排放
由于 豬的 排泄物內(nèi)含有NH3和N凡十等原因,集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量氨氣,過(guò)量的氨氣排放會(huì)引起環(huán)境的污染,豬的生長(zhǎng)環(huán)境中NH3水平也經(jīng)常會(huì)超標(biāo),豬通常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地暴露于高濃度NH3的條件下,這樣會(huì)引起豬的嗅覺敏感度發(fā)生暫時(shí)或者持久的改變,從而進(jìn)一步影響豬的個(gè)體識(shí)別、社會(huì)關(guān)系、采食行為以及其他諸如信號(hào)激素等相關(guān)氣味的識(shí)別,這些在一定程度上都會(huì)對(duì)豬的生產(chǎn)和福利產(chǎn)生不利影響。
在飼料中添加沸石能夠吸附胃腸道內(nèi)的NH4+,使大部分原本要以尿的方式排出體外的氮轉(zhuǎn)化為以糞便的方式排出體外,從而在降低了大氣內(nèi)氨氣的濃度。
三、沸石的水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用
(一)作魚、蝦、蟹的飼料添加劑。沸石含有魚、蝦、蟹生長(zhǎng)發(fā)育所必需的多種常量元素和微量元素,這些元素多以可交換離子狀態(tài)和可溶性鹽基形式存在,較易被吸收利用,同時(shí)還具有生物酶的多種催化作用。因此,在魚、蝦、蟹飼料中應(yīng)用沸石具有促進(jìn)新陳代謝,促進(jìn)生長(zhǎng),增強(qiáng)抗病力,提高成活率,調(diào)節(jié)動(dòng)物的體液和滲透壓,保持酸堿平衡,凈化水質(zhì)的功效,還有一定的防霉作用。魚、蝦、蟹飼料中的沸石粉用量一般在3%~5%之間。
(二)作水質(zhì)處理劑。沸石由于內(nèi)部有很多孔徑、均勻的管狀孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴,因而具有獨(dú)特的吸附、篩分、交換陰陽(yáng)離子以及催化性能。它能吸收水中氨態(tài)氮、有機(jī)物和重金屬離子,能有效地降低池底硫化氫毒性,調(diào)節(jié)pH值,增加水中溶解氧,為浮游植物生長(zhǎng)提供充足碳素,提高水體光合作用強(qiáng)度,同時(shí)也是一種良好的微量元素肥料。漁塘中每施入1公斤沸石,可帶入200毫升氧氣,然后以微泡形式緩慢釋放,可防止水質(zhì)惡化,防止魚浮頭。沸石粉作水質(zhì)改良劑時(shí),用量按每畝一米水深加13公斤左右全池遍灑。
(三)作修建漁塘材料。沸石內(nèi)部有許多孔隙,具有極強(qiáng)的吸附能力,人們?cè)谛拚麧O塘的時(shí)候,摒棄過(guò)去全部采用黃砂鋪池底的傳統(tǒng)習(xí)慣,采用底層鋪黃砂,上層撒放具有陰陽(yáng)離子交換能力和吸附水中有害物質(zhì)作用的沸石,這樣可使?jié)O塘水色一年四季都保持綠豆青色或黃綠色,能促進(jìn)魚類快速健康生長(zhǎng),提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。
第三節(jié) 沸石的發(fā)展現(xiàn)狀
天然沸石作為眾多
行業(yè)
的必需品,據(jù)《2015Minerals Yearbook —zeolite》(美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沸石年報(bào))不完全統(tǒng)計(jì)顯示,全球市場(chǎng)2015年天然沸石生產(chǎn)量超過(guò)300萬(wàn)噸,且隨著沸石在更多新領(lǐng)域的應(yīng)用,生產(chǎn)量每年以20%的速率增長(zhǎng)。
全球沸石生產(chǎn)量最大的中國(guó),是一個(gè)沸石資源豐富的國(guó)家,總儲(chǔ)量約40億噸,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的沸石巖產(chǎn)地主要分布在我國(guó)河北、浙江、山東等地。其中河北省承德市的圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣沸石儲(chǔ)量超過(guò)20億噸,為已探明沸石儲(chǔ)量最大的地區(qū)。
國(guó)投盛世旗下?lián)碛袃蓚€(gè)高品位沸石礦,擴(kuò)展儲(chǔ)量達(dá)15億噸。其中高品位沸石儲(chǔ)量占全國(guó)的70%。
我國(guó)雖是世界上主要的沸石礦產(chǎn)資源國(guó)家,但 行業(yè) 內(nèi)均為中小型私營(yíng)企業(yè),投資少、規(guī)模小、生產(chǎn)設(shè)備落后、技術(shù)水平低,多應(yīng)用于低附加值產(chǎn)業(yè),特別是對(duì)沸石的巨大應(yīng)用價(jià)值還沒有充分的認(rèn)識(shí)與重視,導(dǎo)致企業(yè)只顧眼前利益、長(zhǎng)期在低層次、低水平上徘徊,礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
國(guó)內(nèi)沸石產(chǎn)業(yè)急需規(guī)模較大、技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、并具有品牌優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)來(lái)整合優(yōu)勢(shì)資源、制定 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 市場(chǎng)發(fā)展 、推動(dòng)沸石 行業(yè) 整體向高品質(zhì)、高科技、高附加值的方向發(fā)展。
國(guó)投盛世依靠巨大的沸石資源優(yōu)勢(shì),于河北圍場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)開發(fā)區(qū)投資建設(shè)了國(guó)投盛世沸石環(huán)保新材料產(chǎn)業(yè)園,首期項(xiàng)目“年產(chǎn)100萬(wàn)噸沸石環(huán)保新材料生產(chǎn)線”,主要設(shè)備采用德國(guó)進(jìn)口設(shè)備,是目前亞洲生產(chǎn)規(guī)模最大的沸石環(huán)保新材料生產(chǎn)線,已獲得質(zhì)量管理體系ISO9001、環(huán)境管理體系ISO14001、職業(yè)健康安全管理體系OHSAS18001等多項(xiàng)認(rèn)證。
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