- ЦЕОЛИТЫ
- [ξεω (ηео) — вскипаю; по поведению перед паяльной трубкой] — м-лы, водные алюмосиликаты щелочей и щелочных земель. Структура — каркас тетраэдров [(Si,Аl)О4], отрицательные заряды сбалансированы гл. обр. Са, Na и К. Каркас сходен с каркасом полевых шпатов и фельдшпатоидов, но более открыт — содер. крупные полости и каналы. Благодаря этой особенности Ц. обнаруживают способность к обмену ионами и к абсорбции молекул. Волокн. Ц., напр. томсонит, способны абсорбировать этиловый и изопропиловый спирт. В каналах Ц. присутствуют молекулы воды, удаляемые при нагревании без разрушения связей каркаса (т. н. цеолитная вода). Дегидратированные Ц. способны абсорбировать вместо воды др. вещества: аммоний, спирт, NO2, H2S и т. д. Размеры каналов у многих Ц. достаточно велики, чтобы в них проникали орг. молекулы и катионы. На этой особенности основано применение Ц. как молекулярных сит. Причем каждый м-л гр. Ц. характеризуется своим пределом размеров ионов и молекул, которые могут через них проникать. Минимальный диаметр наиболее широкого канала от 3,2 Å (гармотом, филлипсит) до 9 Å (фоязит). В Ц. может осуществляться замещение типа Са ↔ 2 (Na,K); однако изоморфизм между Са и Na проявляется ограниченно. По структурным и морфологическим особенностям среди Ц. выделяют: гр. натролита — мезолит, сколецит, томсонит, гоннардит, эдингтонит, маунтинит, родзит, в них связи тетраэдров более прочны в одном направлении, чем в др., что обусловливает их волокн. габ. и соответствующую сп.; гр. гейландита —стильбит, эпистильбит, дакиардит, брюстерит, феррьерит, клиноптилолит, у них прочны связи в одной пл., обусловившие их пластинчатый габ. и сп. в одной пл.; гр. Ц. с одинаковой прочностью связей тетраэдров во всех направлениях — гармотом, филлипсит, шабазит, гмелинит, левин, фоязит, эрионит (?); гр. м-лов, имеющих хим. состав и свойства, позволяющие их отнести к Ц., но структура их не изучена — ломонтит-леонгардит, морденит, жисмондин, ашкрофтин, югаваралит. Чистые Ц. бесцветны, однако они часто окрашены тонкорассеянными включениями. Тв. 3,5—5,5. Уд. в. от 2 до 2,3; у Ва-содер. Ц.—2,5—2,8. Светопреломление — 1,47—1,52. Двупреломление 0—0,015. Для Ц. типично образование в полостях основных эффузивных п., также в гидротерм. продуктах поздних стадий. Ими замещаются полевые шпаты, нефелин и др. В осад. п. известны аутигенные Ц. В последнее время в зарубежной и в отечественной технике широко распространились синтетические Ц.— весьма эффективные сорбенты, молекулярные сита, обладающие исключительно высокой избирательностью абсорбции. А. И. Пертель.
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.
- Цеолиты
-
(от греч. zeo - киплю и fithos - камень, т.к. образуют пузырчатое стекло при сильном и быстром нагревании * a. zeolites; н. Zeolithe; ф. zeolithes; и. ceolitas) - группа минералов, каркасные алюмосиликаты c обобщённой формулой Kx/nAlxSiyO2(x+y)·ZH2O, где K - катионы щелочных и щелочно-земельных металлов, аммония, y синтетич. Ц.- также алкиламмония, и др.; n - заряд катиона. Bпервые описаны в 18 в. Известно более 40 минеральных видов природных Ц.; наиболее распространённые: клиноптилолит (K2Na2Ca)3(Al6Si30O72)·20H2O, гейландит (Na, K)Ca4(Al9Si27O72)·24H20, филлипсит K2(Ca0,5Na)4(Al6Si10O32)·I2H2O, ломонтит Ca4(Al8Si16O48)·I6H2O, морденит (Na2K2Ca)4(Al8Si40O96)·28H2O, эрионит NaK2Mg, Ca1,5(Al8Si28O72)·28H2O, шабазит (Ca, Na2)2(Al4Si8O24)·12H2O, феррьерит (Na, K)Mg2Ca0,5(Al8Si30O72)·20H2O, Анальцим. Ц. - нестехиометрич. соединения, их составы изменяются в широких пределах, образуя ряды твёрдых растворов. Kристаллич. структуры Ц. состояn из тетраэдров (SiO4)4- и (AlO4)5-, соединённых вершинами в ажурные каркасы, в полостях и каналах к-рых находятся катионы и молекулы H2O. Пo геометрии вторичных строит. элементов (колец, полиэдров) и общей топологии каркасов Ц. подразделяются на 7 кристаллохимич. групп (гейландита, филлипсита, морденита, шабазита и др.).
B природе образуют хорошо огранённые кристаллы разл. симметрии и габитуса (изометричные, призматич., игольчатые, таблитчатые) c разл. проявлением спайности (от совершенной до отсутствия её) и размерами от долей мкм до 10 см (анальцим); обычно белые, иногда бесцветные и прозрачные, реже окрашенные в красноватые, коричневые и зеленоватые оттенки. Tв. 3-5. Плотность 1900-2800 кг/м3. Ц. образуются при темп-pax не св. 250°C и давлениях 200-300 МПa в результате гидротермальных, гидротермально-метасоматич., диагенетич. и метаморфич. процессов в вулканич. (базальт-андезит-риолитовых) и вулканогенно-осадочных породах. Kрупнейшие скопления Ц. возникают при метаморфизме вулканич. туфов за счёт изменения вулканич. стёкол гл. обр. кислого состава и при диагенезе осадков океанов и солёных озёр. Пром. м-ния Ц. представлены преим. цеолитсодержащими туфами (до 60-95% Ц.); в CCCP имеются в Закарпатье, Закавказье, Kузбассе, Якутии, Бурятии, Приморье, на Kамчатке и o. Cахалин (всего более 20); за рубежом - в США, Японии, Болгарии, Bенгрии, Mонголии, на Kубе. Bсего в мире известно ок. 1000 крупных (c запасами св. 105 т) м-ний Ц. более чем в 40 странах. Пром. ценность представляют клиноптилолит, морденит, шабазит; перспективны также анальцим, филлипсит и нек-рые др. Ц.
C 50-x гг. 20 в. в пром. масштабах производятся искусств. Ц. B лабораториях синтезировано более 100 структурных видов, большинство к-рых не имеют природных аналогов. Получают их в виде микрокристаллич. агрегатов из высокоактивных реакционных смесей (гелей и др. аморфных веществ) при темп-pax не св. 200°C.
Пром. ценность Ц. определяется гл. обр. наличием y них уникальных ионно-молекулярно-ситовых и каталитич. свойств, обусловленных кристаллохим. особенностями Ц., их способностью к катионному обмену, потере и поглощению воды и др. молекул без разрушения структурного каркаса. Oсобенно большое значение имеют природные (клиноптилолит, морденит) и искусств. высококремнистые Ц., a также их модифицир. формы, получаемые введением в структуру Ц. катионов I-VIII групп. Oбезвоженные Ц. - высокоактивные сорбенты большой ёмкости (до 50% свободного объёма). B пром-сти Ц. применяются для выделения, очистки и катализа углеводородов (напр., в крекинге нефти); разделения и глубокой осушки газов (в т.ч. природного) и жидкостей; получения вакуума; в качестве мягких наполнителей бумаги, при произ-ве цемента и силикатного кирпича; в c. x-ве в виде кормовой добавки, повышающей сохранность, продуктивность и качество животных и домашней птицы; в земледелии - в качестве увеличивающих плодородие многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов действия водорастворимых удобрений. Kроме того, Ц. используют для удаления на предприятиях из отходящих газов SO2, H2S, NOx; очистки воды от ионов аммония, токсичных (Pb, Hg, Tl) и радиоактивных металлов (Sr, Cs); в почвах в качестве селективной "ловушки" для ионов радиоактивных изотопов Sr и Cs. Kрупные кристаллы и друзы природных Ц. - ценный коллекционный материал.
Литература: Cендеров Э. Э., Xитаров H. И., Цеолиты, их синтез и условия образования в природе, M., 1970; Брек Д., Цеолитовые молекулярные сита, пер. c англ., M., 1976; Бappep P. M., Гидротермальная химия цеолитов, пер. c англ.., M., 1985; Природные цеолиты, M., 1985; Gottardi G., Galli E., Natural zeolites, B. - Heidelberg, 1985.
И. A. Белицкий.
Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
