利用天然非金属矿产来处理废水的研究是当前环保研究的热点之一。天然沸石的结构决定其具有独特的吸附性,催化性,离子交换性,离子的选择性,耐酸性,热稳定性,多成分性,及很高的生物活性和抗毒性等。它的物理化学特性使沸石第一次被发现开始就引起了无机矿物学家的兴趣。现在,沸石广泛应用于现代生产、生活的各个领域,如畜禽饲料、水产养殖、化工环保、兽药、饲料添加剂等。特别在废水处理领域中的应用国内外学者已做了大量的研究。沸石种类较多,在水处理中应用最多的是斜发沸石,它是自然界中最丰富的沸石,而且分布广泛,这种沸石甚至颗粒很小时在电解质溶液中机械性能也很稳定。本文主要讨论的是斜发沸石。

利用天然沸石可以除去废水中的氨态氮,利用天然斜发沸石治理氨氮废水效果明显,平均脱除率为85%,吸附后的含氨沸石进行农作物栽培实验取得很好的效果。沸石对放射性元素有一定的去除能力,如对Cs137和Sr90有极好的交换除去能力,对Cs137的去除率可达99%。由于各种阳离子的水合半径的差异,斜发沸石对某些阳离子具有较强的选择吸附能力,其阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+>K+>NH+>Sr2+≈Ba2+>Ca2+>Na+>Fe3+>A13+>Mg2+>Li+。沸石有良好的交换Ca2+,Mg2+的能力,因此沸石可做硬水软化剂,在没有Cs+,Rb+存在时,可以从海水中提取K+制造钾盐,这对于发展我国农业具有重要的意义。

沸石在自然状态下,发生各种置换现象而吸附了大量的金属阳离子和水分子,沸石对各种重金属(离子)具的程度不同的吸咐选择性,和沸石硅铝比有关。各种重金属(离子)在交换吸附过程中被富集而在再生时可以洗脱,有利于金属回收,降低了吸附剂成本,在处理含重金属(离子)废水中效果显著。

研究认为天然沸石去除痕量的重金属离子时,对Pb,Cu的去除率大于Zn。由此可见沸石的应用较广泛,在某些废水中的处理效果较好。但是由于天然沸石孔道易堵塞,并且相互连通的程度也较差;其表面硅氧结构具有极强的亲水性,结构外部阴离子易水解,导致天然沸石吸附有机物的性能极差,并且硅铝结构本身带负电荷,故难以去除水中的阴离子污染物;还因为天然沸石孔径小去除重金属离子效果不太好,其吸附能力往往达不到要求,所以生产用量相当大。这些都是天然沸石的缺陷。为进一步提高天然沸石的吸附、离子交换等性能,必须对天然沸石进行改性处理。如何提高离子活性及如何进行活化则一直是研究的热点。