天然丝光沸石经改性可增强其阳离子交换能力。在静态条件下，研究了改性Na型沸石颗粒处理含重金属离子矿井水时，沸石用量、pH值、温度、离子共存等因素对离子交换效果的影响并作出分析。
一、背景阐述
我国煤炭以井下开采为主，煤炭在开采和利用过程中产生的环境问题是十分严重的，其中水污染是突出的环境问题之一。根据不完全统计，全国煤矿年排放矿井水约2.2Gm3。因矿井水含有大量的煤粉、岩石粉尘等悬浮物杂质，特别是含有大量重金属等污染物，这些含重金属的矿井水的外排会造成河流湖泊水体污染，会对人和生物的生存造成严重的危害。去除水体中的重金属离子有许多不同的方法，主要有化学沉淀法、离子交换法、生物吸附法、电解法等。其中离子交换过程吸附重金属离子应用较为广泛。目前常用的离子交换吸附材料主要有纤维和树脂，但是传统吸附材料再生成本高，制约其发展。
天然丝光沸石具有一定的离子交换性能，且其来源广泛，价格合理。应用天然多孔沸石材料进行离子交换吸附去除矿井水中重金属离子的研究，逐渐引起人们的关注。
二、实验方法与结果
破碎筛分处理：丝光沸石原矿经过破碎机破碎，筛分制成20~40目、40~60目、60~80目、80~100目、100~120目几个粒级试样供试验使用。
改性处理：取丝光沸石样品用10%HCl浸泡1h，再用1mol/LNaOH浸泡1.5h，最后用1mol/LNaCl水溶液在60℃恒温中浸泡天然沸石3h，所制得的沸石再用去离子水反复冲洗沸石，直至无Cl-，放入烘箱中100℃烘干，然后放入马弗炉在400℃焙烧活化2h制得各个粒级Na型沸石。
试验结果表明：Na型沸石反应时间越长，对重金属离子去除率就越高，当反应时间在80min以上，Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+去除率基本上不再增加。因为当反应时间为80min时，随着大量的重金属离子占据Na型沸石孔道和骨架上的键位，反应速率逐渐降低，反应已达到平衡。因此，实验的最佳反应时间为80min。
随着Na型沸石粒度的减小，矿井水中的重金属离子去除率逐渐增大，但粒度小于80目大于100目之后，去除率增大的幅度不大，并且考虑到粒度较细的Na型沸石脱水困难，下面的实验均选用粒度为80~100目的Na型沸石。
煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源，又是一种宝贵的水资源。应用改性Na型沸石处理煤矿矿井水效果好，处理后可作为煤矿及工业用水、生活用水及其它用水，不仅解决了矿区缺水问题，而且充分利用了矿井水水资源，具有明显经济、环境和社会效益，有利于煤炭产业和矿区经济的可持续发展。
