Цеолит - это что? Цеолит природный и синтетический. Цеолит: свойства, применение, польза и вред
Название этого удивительного минерала произошло от греческого zeo — «киплю» и lithos — «камень», потому что при опускании в воду он долго пузырится воздухом.
Цеолит природный впервые описан в XVIII веке. Светлый минерал различных оттенков и плотности имеет осадочно-вулканическое происхождение, широко распространён на планете. Друзы кристаллов некоторых видов интересны коллекционерам камней.
Простому потребителю хорошо известен французский препарат «Смекта», воду с ним назначают младенцам при коликах. Его делают из синтетического цеолита.
Пористая структура
Цеолит — это обобщённое название каркасных алюмосиликатов, добываемых на месторождениях и получаемых синтетическим путём. Их кристаллическая структура представлена тетраэдрами оксидов кремния и алюминия, объединёнными в кружевные каркасы с одинакового размера полостями, заполненными катионами щелочных и щёлочно-земельных металлов и молекулами воды.
Чем же ценен и интересен цеолит? Свойства этого камня к поглощению и потере воды без разрушения кристаллического каркаса и обмену катионов находят ему применение в качестве катализатора, сорбента, ионообменника, молекулярного сита. Именно пористая структура и разнообразный состав ионов определяют его качества, делая цеолит незаменимым для использования в химической, атомной, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, быту и медицине.
Ажурные кристаллы и грязная работа
Цеолит — это ионообменник: он отдаёт ионы калия и кальция, других микро- и макроэлементов, а вместо них забирает токсические ионы и удерживает их в своей решётке.
Прокалённый минерал имеет поглотительную способность до 50% от объёма. С начала XX века он нашёл применение в нефтехимии для обезвоживания и очистки нефтепродуктов, для тампонажных растворов в скважинах.
Способен активно вбирать в себя не только воду, но и самые различные химические и биологические загрязнения: тяжёлые металлы, нитраты, пестициды, радионуклиды, масла. Используется в установках очистки газов и стоков промышленных предприятий.
Стоп, радиация!
Интерес к цеолитам усилился после аварии на Чернобыльской АЭС. Радиоактивные изотопы цезия и стронция для человека опасны тем, что организм их воспринимает как ионы кальция и калия и накапливает. У ликвидаторов же для защиты изнутри был лишь спирт и красное вино.
Новосибирские учёные во главе с академиком Василием Ивановичем Бгатовым привезли в Припять цеолит. Его размалывали в ступке, смешивали с водой и после смены поили ликвидаторов. Позднее был сделан вывод: у тех участников событий, кто не отказывался от этой «болтушки», признаки лучевой болезни в виде слабости, изменений лейкоцитарной формулы, разрушения зубов проявились в гораздо меньшей степени.
В 1998 году созданный на основе этого материала препарат «Литовит» признан лучшим средством для выведения из организма радиоактивного цезия и стронция.
Без использования цеолита водоснабжение населённых пунктов Украины водой после аварии было бы невозможным. Сокирнит из Закарпатского месторождения используют на всех водозаборных станциях бассейна Днепра. Им же обеззараживали сбрасываемые в Припять стоки со станции. Пропускание через двухметровый слой цеолита снижает заражённость воды изотопами на два порядка.
После аварии на Фукусиме тоже использовали мешки с цеолитом для поглощения радионуклидов, сбрасывая их в дренажную систему, чтобы уменьшить загрязнение сливаемой в океан воды.
Добыча и производство
В мире насчитывается около 1000 месторождений, где можно добывать цеолит природный (туф) в больших масштабах. На территории бывшего СССР их было более 20 — от Закарпатья и Закавказья до Сахалина. Но промышленная ценность и потребность такова, что с середины прошлого века стали производить цеолит синтетический. В нём часть катионов щелочных и щёлочноземельных металлов заменена ионом алкиламмония. Синтезированы десятки видов, у части из которых нет природных аналогов. В процессе производства аморфная активная смесь структурируется при температуре не выше 200 °C.
Строительный материал
Плиты армянского туфа почти тридцати оттенков славятся как строительный и отделочный материал с отличными свойствами. Им облицованы красивейшие дома в Ереване и многих городах мира.
Цеолит природный применение находит как наполнитель при производстве высокопрочного бетона, например, для гидросооружений, монолитного строительства. Отходы из карьеров и синтетический продукт идут на изготовление пенистых и ячеистых материалов, керамического кирпича.
Производство теплоизоляции, плёночных материалов, огнеупорных перегородок, картона, бумаги, лаков, красок, пластмасс — везде требуется применение цеолита.
И для кошек, и для рыбок
Широкий спектр бытового применения основан на том, что цеолит — это сорбент. Осушители для обуви, наполнители для аквариумов и кошачьих туалетов, поглотители запахов для холодильников, ароматизаторы, сухие духи — далеко не полный перечень полезной продукции.
А вот цеолиты в стиральном порошке вряд ли оправдывают применение. Замена фосфатов — это хорошо, но минерал не растворяется в воде, плохо выполаскивается, оседает на вещах, что особенно заметно при отжимании тёмных тканей. Зато цеолитовая насадка на шланг, подводящий воду к стиральной машине, избавит от образования накипи и позволит сэкономить на моющих средствах.
Живая вода
Применение цеолита для очистки воды делает её не просто пригодной для использования, но и придаёт ей уникальные свойства. Пропущенная через фильтр, она становится похожей на родниковую. Её можно не только пить, но и купать младенцев, применять в косметических целях, поливать цветы и рассаду, проращивать семена, наливать в аквариум. Сравнительные исследования показывают высокую биологическую активность очищенной цеолитом воды. Если нет такого фильтра, можно купить камешки минерала (бывают в аптеке), промыть, положить в трехлитровую банку, а лучше в две. Воду через 12 часов уже можно использовать. Время от времени цеолит сушить и прокаливать, но через три месяца обязательно сменить. Использованные камни не стоит подсыпать в комнатные цветы, так как в них накапливается много вредных веществ.
Кто такие литофаги?
Информация, что дикие животные любят находить и лизать соль, не совсем верна. Исследования показали, что они лижут и едят породы, образовавшиеся при разрушении скал. Камни эти вовсе не солёные, а содержат в своём составе монтмориллонит, клиноптилолит и другие разновидности цеолитов.
Феномен поедания камней, глины, мела (или литофагия) широко распространён в природе среди животных, у нецивилизованных народов, иногда от этого не могут удержаться дети и беременные женщины. Таким образом они инстинктивно восполняют потребность в минералах и лечатся.
Камень жизни
Но употреблять внутрь можно далеко не всякие цеолиты. Вред могут нанести разновидности с опасными игольчатыми кристаллами. В России сертифицирован для пищевых и медицинских целей только один цеолит — клиноптилолит Холинского месторождения в Бурятии с овальной структурой. Из него около 20 лет производят биологически активную добавку «Литовит» — камень жизни. Препарат выпускают в виде порошка, гранул, таблеток из одного цеолита или с добавками отрубей, чаги, пробиотиков, лекарственных растений. Разрешён к употреблению и распространению в 10 странах мира, первым сертифицирован в программе «Здоровое питание — здоровье нации».
Показания к его применению очень широки: острые отравления, хронические интоксикации, аллергия, нарушения обмена, гепатиты, бронхолегочные заболевания, различные дефицитные состояния (анемия, остеопороз, аритмия, судороги) и их профилактика.
Следует обязательно учесть, что приём «Литовита» нужно разделять по времени с употреблением лекарств минимум на полтора часа, не заменять им лечение. Это дополнительное и профилактическое средство.
В организме цеолит действует не только как сорбент, очищающий от вредных веществ, но и как донор необходимых микроэлементов. А ещё из него делают отличные скрабы и маски для очищения и питания кожи лица и тела.
В науке и медицине нужен для хроматографии, очистки инсулина и крови, не нарушает белковый состав биологических жидкостей.
Для удоя и урожая
Цеолит природный применение имеет и в сельском хозяйстве — как эффективная минеральная добавка для домашних питомцев, крупного и мелкого скота, птицы и рыбы, а также улучшитель для почв и удобрение для подкормки растений.
Обогащение им рациона ведёт к оздоровлению, быстрому росту, увеличению привесов, улучшению качества продукции. Блестящая гладкая шерсть, хороший аппетит, благополучное вынашивание потомства, крепкие зубы, кости и скорлупа у яиц, высокие удои молока — таковы показатели достаточного потребления минералов у живности.
Цеолит необходим для улучшения свойств почвы. Его используют для комнатных цветов, в теплицах, огородах, при устройстве газонов, полей для гольфа, посадке деревьев, вносят под посевы зерновых. Увеличивается водопроницаемость, аэрация, нормализуется кислотный и минеральный состав грунта. Однократное внесение цеолита сохраняет действие в течение 5 лет. Растения меньше болеют, лучше развиваются, дают больший урожай.
Внимание к экологическим проблемам заставляет искать эффективные средства противодействия загрязнению окружающей среды. Цеолит — это незаменимый материал для решения таких задач.