Цеолиты относятся к большой группе минералов, имеющих вулканическое происхождение и схожих между собой по свойствам и характеристикам. Внешне они отличаются перламутровым сиянием, по цвету – чаще всего белые, иногда бесцветные. В природе также встречаются коричневые, рыжие и зеленые цеолиты, но крайне редко. Каждый минерал уникален и имеет свои собственные индивидуальные характеристики – плотность, прочность, твердость, теплоемкость и другие. Когда он попадает в соленую воду (например, в море или океан), то тут же начинает процесс кристаллизации.
Среди самых распространенных цеолитов - томсонит, натролит, десмин, клиноптилолит. Каждый из них имеет собственные размеры окон, от чего зависит то, насколько эффективно минерал будет поглощать и пропускать молекулы иных веществ. По своему химическому составу цеолиты по большей части состоят из кремния, гораздо меньше в них алюминия и всего 10% воды. Их структура прочная, основана на каркасе, но местами рыхловатая. В продаже можно найти цеолит в виде черенков (цилиндрические) или шариков (сферические). Последние наиболее популярны за счет того, что у них образуется меньше пыли и они оказывают меньшее сопротивление трению.
По микроскопическим характеристикам цеолиты условно делятся на три большие категории. Среди них волокнистые (эрионит, ломонтит, феррьерит и др.), изометрические (гармотом, дакиардит, клиноптилолит и т.д.) и пластинчатые (гейландит, брюстерит и др.)
Впервые цеолит получилось вывести у шведского ученого-химика Акселя Кронстедта. Он проводил очередной опыт в своей лаборатории и незапланированно нагрел стильбит до слишком высокой температуры. Минерал повел себя неожиданно – начал вздуваться и образовывать на своей поверхности небольшие пузырьки. Так проявляла себя вода, которая начала закипать. Кронстедт заметил, что прежде ничего подобного не проявляла ни одна из разновидностей минералов, а значит, можно было говорить о новом открытии. Оно было сделано в XVIII веке: новый подвид минералов назвали цеолитами или zeolite. Дословно они имели перевод «кипящие камни».
Ученых цеолиты заинтересовали в тот момент, когда активно стали обсуждать тему очистки воды, которая в те века была слишком грязной для ежедневного потребления и других целей. Данные минералы могли полностью решить эту проблему, так как имели уникальные свойства. Это были не единственные в своем роде природные ресурсы, но стоили дешево и их было легко купить – отсюда и возникал повышенный спрос.
Сегодня цеолиты также весьма популярны. Их ценят за то, что данные минералы обладают рядом неоспоримых преимуществ перед остальными:
Ускоряют прохождение некоторых химических реакций, что особенно актуально в сфере переработки нефти;
Данная группа минералов имеет широкое распространение и находится в свободном доступе, что позволяет широко использовать ее в различных сферах деятельности. Срок службы у цеолитов гораздо выше, чем у других аналогичных сорбентов благодарю отсутствию дезактивации. Углеводороды не имеют возможности проникать в мелкие поры данных минералов и вызывать соответствующие реакции в них.
За свои несомненные преимущества цеолиты особенно ценятся в газовой промышленности. Здесь они актуальны благодаря повышенным требованиям к осушке газа. Ни один из ранее существующих методов не мог гарантировать достаточную глубину осушки – использование цеолитов решило этот вопрос. В том числе, они обеспечивают длительную бесперебойную эксплуатацию необходимой аппаратуры.
Цеолит природный создается самой природой и бывает осадочным или вулканическим. Основные места нахождения цеолита сосредоточены в России, некоторых европейских странах, в Америке и Японии. Среди крупных месторождений можно назвать месторождение полезных ископаемых в Грузии, Армении, Республике Татарстан, Орловской, Кемеровской, Амурской областях, в Красноярском крае, Чукотском Автономном Округе. Основную часть сырья составляют клиноптилолиты. Известно, что в 2016 году объем ежегодной добычи природных цеолитов составлял более 3 000 000 тонн. Столь высокие цифры обусловлены тем, что цена на цеолит является низкой. К тому же, природный камень практически не имеет серьезных конкурирующих минералов, которые могли бы сравниться с ним по своим характеристикам и особенностям.
Синтетические цеолиты получают искусственным путем с середины XX века. Они полностью повторяют физические особенности состава своего природного аналога. Для их появления в емкость загружаются кремний, алюминий, немного щелочи и другие органические компоненты в сочетании с водой. Далее смесь нагревают до определенной температуры (около 180оС), после чего начинается процесс ее кристаллизации. На выходе получается синтетический материал, который по характеристикам сложно отличить от натурального.
Синтетические цеолиты имеют существенное отличие от природных, которое заключается в размерах окон. Они обладают уникальными характеристиками – например, повышенной способностью к фильтрации и особыми каталитическими возможностями.
С каждым днем ученые разрабатывают все больше способов получения синтетических цеолитов. Наука настолько продвинулась вперед, что сегодня их можно изготавливать с определенными характеристиками в зависимости от того, как этот минерал будет использоваться в дальнейшем. Так он получается максимально эффективным для эксплуатации. В процессе производства в кристаллическую решетку встраиваются ионы определенных элементов и минералов, которых в природе не найти, но они необходимы для применения в конкретной сфере.
Синтетические цеолиты особенно полезны для человеческого организма, что неоднократно подтверждено исследованиями врачей и ученых. К примеру, включая их в состав, появляется возможность создания медикаментов для комплексного лечения органов желудочно-кишечного тракта при таких заболеваниях, как гастрит или язва желудка. Терапевтический эффект оказывается за счет того, что в цеолите содержится большое количество полезных минеральных веществ, которые помогают восстановить баланс в организме. Также они улучшают общее самочувствие, борются с проявлениями стресса, устраняют тревогу и т.д. Часто производные природного камня добавляют в биологически активные добавки (БАД). Они помогают справляться с проявлениями аллергии, а также нарушениями в работе органов дыхания, почек, печени и др. Однако следует иметь в виду, что в качестве терапии подходят только определенные разновидности минералов, так что перед началом лечения следует обязательно проконсультироваться со специалистом.
Перед началом применения цеолитов необходимо тщательно проанализировать целесообразность этого процесса и просчитать возможные издержки. В большинстве случаев применение данного вида минералов обусловлено и выгодно, но есть и исключения.
8 (812) 945-55-64