无机肥料施用过程中,肥料流失率较高是近年来农林业生产中普遍存在的问题,如铵肥的流失率可达30%~50%。一些科学家和研究人员探索了一种能缓解和改善上述矛盾的新介质——天然沸石。天然沸石具有较高的阳离子交换量和小孔吸附性,能将有效的养分元素靠小孔吸附力和阴阳离子的静电引力紧紧束缚在沸石晶格周围。正是这样,养分元素的释放受到了有效的制约,肥效能长效持久。天然沸石作为基质添加到土壤中,具有明显改良土壤的功效。
天然沸石本身的结构与特点:Zeolite是一种多孔状碱金属和碱土金属的硅铝酸盐矿物,化学式以(Na,K)x,(Mg,Ca)y[Alx+2ySin-(x+2y)O2n]·mH2O表示,它是由硅氧四面体,铝水四面体[Si,Al]O4所组成的格架构造硅酸盐。这种结构形成了可为阳离子和水分子占据的大晶穴。这些阳离子和水分子有较大的移动性,可以进行阳离子交换和可逆的脱水。此外沸石的晶体结构中还含有金属阳离子和水,当加热使水分从沸石中脱出后,其骨架结构的形状保持不变,因此沸石也可比喻成”晶体绵”。当沸石的自由孔径具有某种分子的大小时,便有可能从含有各种不同形状和体积的分子混合物的进料中,筛分出某种类型的分子。天然沸石的阳离子交换和溶液的pH值,交换溶液的浓度,用量以及阴离子类型等因素有关。在选用熔盐交换法时,熔盐溶液的温度必须低于沸石结构的破坏温度。除了高硅铝比的耐酸沸石外,一般的沸石可为强酸,强碱所破坏,故离子交换一般在pH值为4~12的溶液中进行。
沸石资源的分布及开发利用领域:天然沸石来源于火山喷出物,多出产于环太平洋国家,如日本,印度尼西亚等。沸石也是我国资源量大且分布较广的一类非金属矿产,产地涉及浙江、河北等省区。我国已发现有大量的丝光沸石和斜发沸石矿床,另外还有方沸石、束沸石、片沸石、钠沸石等许多品种。由于具有质轻易碎,硬度较低,空隙度高,比表面积大等特点以及良好的离子交换,吸附,催化,耐热,耐酸,耐辐射性能,已被广泛应用于石油及化工,环境保护,农牧业,建材工业,轻工业及尖端技术等诸多领域。近年来人们在肥料的生产和施用过程中开始探索合理利用天然沸石,并取得了一些进展。