Zeolite是火山灰经过数亿年的失透作用形成的微孔矿物。在合适的地质条件下,灰分的分子结构会慢慢转变为规则的晶体结构,从而赋予沸石独特的特性。
天然沸石的种类很多,虽然不同种类的沸石之间存在差异,但它们都具有相似的结构和大致相同的物理和化学性质。所有沸石都具有三维“笼状”结构,其中包含特定直径的通道。该框架由SiO 4 和AlO 4四面体构成,其配置略有不同,对应于特定类型的沸石。目前,已鉴定出大约50种不同的天然沸石结构,每种结构的Si:Al:O比例略有不同,因此孔径和离子交换能力略有不同。骨架内的铝原子带有负电荷,这使沸石具有天然的离子交换能力,并且每个单独的负电荷都通过可互换的阳离子的存在来平衡。
最常见的阳离子是钠、钾、钙和镁,但许多其他元素也可能以不同的水平存在,具体取决于沸石的形成方式和位置。每种天然沸石矿床的这种阳离子混合物都不同,这是沸石的一个重要特征。最广泛商业化的天然沸石类型称为斜发沸石。 它具有很高的离子交换能力和孔隙率,在几个不同的国家以相对纯净的形式存在。迄今为止发现的最纯净的斜发沸石来自土耳其,纯度在92%到96%之间。
另一种受欢迎的沸石类型是菱沸石,它具有更高的离子交换容量和更大的孔径,但它比斜发沸石少得多,而且大多数菱沸石矿床的纯度要低得多。在欧洲发现的最纯净的菱沸石矿床的纯度仅为60%左右。刚性结构与高孔隙率和天然离子交换能力的结合使沸石具有如此广泛的潜在用途。它已经作为土壤添加剂和动物饲料添加剂广泛用于农业。
它还用于几乎所有可能的水处理应用,从污水处理到游泳池过滤器。沸石颗粒被描述为“世界上最小的滤水器”。有许多不同类型的天然沸石可供使用,每种沸石矿床的质量都是独一无二的。