زئولیت‌ها

زئولیت ها ترکیبات معدنی متخلخلی هستند که به عنوان کاتالیست و جاذب در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. این ترکیبات برای اولین بار در سال ۱۷۵۶ توسط یک معدن شناس به نام آلکس فریدریک، شناسایی شد. در آزمایشی که او انجام داد مشاهده کرد هنگام حرارت دادن مواد، حجم زیادی از بخارات توسط ماده معدنی جذب می شوند؛ به همین دلیل، او این ماده معدنی را "زئولیت" نامگذاری کرد.

 ترکیبات زئولیت به طور طبیعی در طبیعت یافت می شوند اما مقیاس عظیمی از آنها نیز در صنایع و در کارخانه ها تولید می شوند. بیش از ده ها نوع از این ماده معدنی در صنایع مختلف به آن اشاره شده است. به دلیل خواص ساختاری و فیزیکی این مواد، استفاده از آن به عنوان ماده جاذب در صنایع کشاورزی و مواد شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است.

این ماده در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد به صورت جامد بوده و معمولاً به رنگ های سبز مایل به خاکستری روشن به صورت گرانول یا پودر به فروش می رسد. دانسیته این ترتیب ۲۲۰۰ تا ۲۴۴۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. این مواد در آب نامحلول هستند.

 

 بررسی ساختاری ترکیبات زئولیت

 ترکیبات زئولیت ساختاری متخلخل دارند و بستر آنها سرشار از مقادیر زیادی از کاتیون های مثبت می باشد؛ کاتیون هایی نظیر سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم، نمونه‌هایی از این یون های با بار مثبت هستند. این ویژگی ساختاری در حقیقت، موجب کاربرد گسترده این مواد به عنوان مبادله کننده های یونی می گردد. هنگامی که ترکیبات فوق در محلول قرار می گیرند، فرایند تبادل یون بین یون های محلول و یون های زئولیت اتفاق می افتد. ساختار این ترکیبات بسیار سخت است و برخی از آنها حاوی چند مولکول آب هستند. با توجه به اینکه یون های مثبت در ساختار ترکیبات معدنی فوق وجود دارند، فرایند تبادل یون در محیط نسبتاً اسیدی و در حضور کاتالیست های مختلف امکان پذیر می باشد.

 اسامی برخی از انواع ترکیبات زئولیت 

 analcime, chabazite, clinoptilolite, heulandite, natrolite, phillipsite, stilbite

 

تشکیل ترکیبات زئولیت در طبیعت

 زئولیت ها در طبیعت از صخره های آتشفشانی و ته نشین شدن خاکسترهای آتشفشانی، در نتیجه واکنش آن ها با آب های زیرزمینی قلیایی تشکیل می شوند. این ترکیبات در محیط زیست به صورت رسوباتی تشکیل می شوند و در یک دوره زمانی از هزاران تا میلیون ها سال به صورت انباشته در یک حوزه معدنی به مرور زمان به وجود می آیند. ترکیبات زئولیت که به صورت معدنی تشکیل می شوند، سایر مواد معدنی را در کنار خود جای خواهند داد؛ ترکیباتی نظیر فلزات و سیلیکات در کنار این ترکیبات به طور طبیعی تشکیل می شوند.

 اگر قرار باشد از زئولیت طبیعی برای کاربردهای صنعتی استفاده شود، باید تحت فرآیند خالص سازی و استخراج قرار گیرند تا به طور طبیعی به ترکیبات قابل استفاده تبدیل شود. بسیاری از عناصر ناخالص که در بافت زئولیت های طبیعی وجود دارند عبارتند از عناصر آلومینیوم، سیلیسیوم، اکسیژن و غیره. بدون خالص سازی، فرآیندهای صنعتی با استفاده از این ترکیبات به درستی انجام نخواهند شد. در برخی از منابع آمده است ناخالصی ها، تعیین کننده اندازه حفره ها و منافذ ترکیبات این ماده معدنی هستند.

 

 کاربردهای ترکیب زئولیت

 ترکیبات زئولیت به طور گسترده به عنوان بستر های مناسب برای تبادل یونی در کاربردهای خالص سازی آب و کاربردهای دام و کشاورزی استفاده می شود. این ترکیبات در صنایع مواد شیمیایی برای جداسازی مولکول هایی با ابعاد و اشکال مختلف به کار می‌رود. از کاربردهای دیگر مواد معدنی فوق می توان به استفاده از آنها به عنوان کاتالیست و جاذب اشاره کرد. بستر متخلخل این ترکیبات هنگامی که در محیط مناسب با اسیدیته تنظیم شده قرار گیرد، بستر بسیار ایده آلی برای انجام طیف گسترده‌ای از واکنش های شیمیایی خواهد بود.

 این ترکیبات به ویژه برای فرایند جداسازی گازها موثر واقع می شوند؛ فرآیند جداسازی بخار آب، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد، گازهای طبیعی با وزن مولکولی پایین، جداسازی گازهای نجیب، گازهای مولکولی نظیر نیتروژن، اکسیژن و فرمالدهید، بسیار موثر عمل می‌کند.

 استفاده از زئولیت ها برای فناوری تولید لامپ های ال ای دی و لامپ های فلورسانس نیز یکی دیگر از کاربردهای آن ها محسوب می شود؛ این مواد به عنصر نقره در فرآیند فناوری تولید لامپ ها کمک می کند تا بتواند به طور طبیعی، فرآیند نشر نور را انجام دهد.

 

 کاربرد ترکیبات زئولیت در صنایع نفت و پتروشیمی

 از کاربردهای صنعتی این ترکیبات معدنی در راستای تخلخل آن، شامل استفاده از آن به عنوان کاتالیست و جاذب در صنایع نفت و پتروشیمی می باشد. در این کاربرد بسیار ویژه، سیال مورد نظر در فرایند شکست مولکولی، کراکینگ و هیدروکراکینگ، در بستر زئولیت انجام می‌گیرد. تخلخل این مواد با حفره های کوچک، بستر مناسبی را برای واکنش پذیری در محیط اسیدی برای مشتقات نفت خام ایجاد می کند. ترکیب زئولیت در این حالت به عنوان یک جامد پایدار عمل می کند. فرایندهای کاتالیزی در محیط اسیدی، ایزومریزاسیون، آلکیلاسیون و کراکینگ مشتقات نفت خام در حضور همین ترکیب متخلخل انجام می گیرد.

 

 کاربرد در صنایع هسته ای

 یکی دیگر از کاربردهای ترکیبات زئولیت به طور پیشرفته و کاملاً تخصصی، استفاده از آن در روش های بازیابی آب در صنایع هسته‌ای است. همان طور که در قسمت های قبلی نیز ذکر شد، میزان تخلخل بستر زئولیت قابل توجه است؛ به این ترتیب این حفره ها می توانند برخی از یون های موجود در آب های صنایع هسته‌ای را به دام بیندازند و در فرایند شکافت هسته ای، آنها را از محیط جدا کنند. زئولیت هایی بر پایه آلومینوسیلیکات، پایداری بسیار بالایی در برابر تشعشعات هسته‌ای دارند. همچنین مواد حاصل از شکافت هسته ای به راحتی در داخل حفره های این ترکیب به دام می افتند. در مراحل بعدی به راحتی می توان از ترکیبات مجزا شده را بازیابی کرد.

 

 کاربرد در سیستم‌های زیستی و بیولوژیک

 یکی دیگر از کاربردهای زئولیت استفاده از آن برای کاربردهای پزشکی و بیوشیمیایی می باشد. سیستم های حامل اکسیژن بر مبنای زئولیت، سیستم هایی هستند که در صنعت پزشکی قادر به تامین اکسیژن خالص  می باشد. در این فرایند، نیتروژن موجود در هوا از طریق زئولیت ها جذب می شود و اکسیژن خالص در دسترس قرار می‌گیرد. کاربرد دیگر این مواد استفاده از آن در صنعت کشاورزی است. برای تنظیم بافت خاک، این مواد در مقادیر مشخص به خاک اضافه می‌شوند. یون های مزاحم در بافت خاک که رشد گیاه را تحت تاثیر قرار داده‌اند، توسط حفره‌های زئولیت ها به دام انداخته می شوند و شرایط برای فعالیت سایر یون ها و رشد بهتر گیاه در خاک فراهم می‌شود.

 

 کاربرد های خانگی و تجاری

 شاید تعجب کنید اگر بگوییم زئولیت ها در ساختمان های تجاری و خانگی هم کاربرد دارد. سیستم های حرارتی خورشیدی و مواد جاذب در یخچال با استفاده از ترکیبات زئولیت طراحی شده اند. زئولیت ها ظرفیت جذب حرارتی بالایی دارند؛ همچنین این مواد می توانند به عنوان یک جاذب در تجهیزات عمل کنند. در حال حاضر استفاده از ترکیبات معدنی به عنوان افزودنی به مصالح ساختمان سیمان و بتن در حال تحقیق و بررسی می باشد.

 

 تولید، خرید و فروش ترکیبات زئولیت

با توجه به تمام موارد کاربردی در قسمت قبل بیان شد، ترکیبات زئولیت سالانه در تمام جهان میزان تقاضای رو به رشد دارد. ذخایر این ترکیبات معدنی در جهان به طور قابل توجهی رو به رشد بوده اما میزان تولید آن در سال های اخیر کاهش یافته است. در حال حاضر، بزرگترین تولید کننده زئولیت در جهان کشور چین است که تقریبا ۷۰ درصد از حجم تولیدی این ماده را به خود اختصاص داده است؛ پس از کشور چین، کشورهای ژاپن، کره جنوبی، ترکیه و اردن در رتبه های بعدی تولید این ماده معدنی قرار دارند. در شکل زیر نمایی از میزان تولید این ماده را به تفکیک کشورها مشاهده می کنید:

اطلاعات ایمنی و شیمیایی ترکیبات زئولیت

 اگرچه ساختار شیمیایی این ترکیب معدنی بسیار متنوع است، نوع تجاری آن با نام آلومینوسیلیکات کلسیم آبدار با فرمول مولکولی زیر در صنایع مختلف به کار گرفته می شود:

(Ca,K2,Na2,Mg)4Al8Si40O96.24H2O

 این ترکیبات در بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می شوند و نقطه اشتعال پذیری آن ها بالاتر از ۶۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد می باشد. ترکیبات زئولیت جزو ترکیبات بی خطر و غیر سمی هستند. میزان پایداری حرارتی این ترکیبات در حدود ۴۰۰ درجه سانتی گراد، گزارش شده است. اگر این ترکیبات با چشم یا پوست دست تماس پیدا کند، به ندرت موجب تحریک و سوزش آنها خواهد شد؛ اما توصیه می‌شود محل تماس به سرعت با آب شستشو داده شود. 

 از طرفی دیگر ترکیب معدنی زئولیت از نظر خطرناک بودن و سمی بودند به دو دسته سمیت کم و بدون ضرر بسته بندی می شود. تاکنون خطرات جدی از این ماده در منابع به ثبت نرسیده است. بسته بندی های حاوی ترکیبات زئولیت برای مصرف در صنایع شیمیایی به صورت ۵۰ کیلوگرمی یا هزار کیلوگرمی و همچنین فروش به صورت فله ای، توسط شرکت وایت شیمی در اختیار مشتریان عزیز قرار می گیرد. شرایط نگهداری این مواد در انبارهای شرکت در محیط خشک و خنک و به دور از هر گونه رطوبت با ظرفیت تهویه بالا اجرا شده است. برای دریافت قیمت زئولیت می توانید با مجموعه وایت شیمی تماس حاصل کنید.

تماس با ما

آدرس : تهران اتوبان شهید همت غرب، میدان دریاچه، خیابان شهید جوزانی غربی،جنب شهرک شهید صیاد شیرازی، فاز 2،مجتمع تجاری خلیج فارس،طبقه اول،واحد 75

شماره ثابت : 46084205-021

شماره همراه : 09128186370

 ایمیل : این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید


تمام مطالب و تصاویر این وب سایت برای شرکت وایت شیمی محفوظ است

استفاده از تصاویر و مطالب این وب سایت با ذکر منبع بلامانع است