شناخت انواع زئولیت و کاربردهای آن

زئولیت ها  جامدات سه بعدیو ساختار کریستالی هستند که دارای حفرات و کانالهایی در ابعاد نانو بوده  و دارای حوزه کاربردی بسیار وسیع می باشند از جمله در صنایع پالایش و پتروشیمی، کاتالیست ها، الکترونیک و ریزپردازنده ها، باطری، کامپوزیت ها،  الکتروشیمی، صنایع اتمی،  تصفیه و پالایش،  خالص سازی،جاذب ها، کشاورزی،دامپروری و….. کاربردهای وسیع و رو به گسترشی دارد.
انواع زئولیت معدنی جامدات سه بعدی، ریز متخلخل، بلوری با ساختارهای کاملاً مشخصی هستند که در چهارچوب منظم خود حاوی آلومینیوم، سیلیسیم و اکسیژن می باشند. کاتیون ها و آب در منافذ آن ها واقع شده است. آن ها یک ساختار چهارچوبی دارند، که حفره های به هم پیوسته اشغال شده، توسط کاتیون های فلزی بزرگ (یون هایی با بار مثبت) و مولکول های آب در بر گرفته شده اند.

ساختار انواع زئولیت (Zeolite)

زئولیت (Zeolite) یک ماده معدنی است که عمدتاً از آلومینوسیلیکات تشکیل شده و کاربرد تجاری عمده آن در صنایع یه عنوان جاذب سطحی است. واژه زئولیت در اصل در سال ۱۷۵۶ توسط کانی‌شناس سوئدی اکسل فردریک کرونستد(به انگلیسی: Axel Fredrik Cronstedt) ابداع شد. نام زئولیت از ترکیب دو واژه یونانی (ζέω (zéo، به معنی «جوش» و (λίθος (lithos، به معنای «سنگ» تشکیل شده‌است. انواع زئولیت معدنی به‌طور گسترده‌ای در صنعت برای تصفیه آب، به عنوان کاتالیزور و برای تهیه مواد پیشرفته استفاده می‌شود. مهم‌ترین استفاده زئولیت در تولید پاک‌کننده‌های لباس است. همچنین در پزشکی و کشاورزی نیز کاربرد دارد. از بین زئولیت‌های طبیعی فقط ۹ نوع به مقدار زیاد در طبیعت یافت می‌شوند. خواص فیزیکی و شیمیایی زئولیت‌های طبیعی متفاوت بوده و در بین نمونه‌های مختلف یک نوع خاص از زئولیت نیز تفاوت‌هایی در خواص فیزیکی (اندازه منفذ، اندازه بلور، ظرفیت تبادل یونی و ظرفیت جذبی) و ترکیب شیمیایی وجود دارد. موارد استفاده زئولیت‌های مصنوعی و طبیعی از خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها منشأ می‌گیرد که خود آن هم به نوبه خود تابعی از ساختمان بلوری و ترکیب شیمیایی زئولیت‌ها است.

انواع زئولیت طبیعی

• Analcime
• Chabazite
• Clinoptilolite
• Erionite
• Faujasite
• Ferrierite
• Laumontite
• Mordenite
• Pillipsite
• Heulandite

کاربردهای انواع زئولیت در صنایع

برخی از کاربردهای مهم انواع زئولیت در صنایع و حوزه های تخصصی را با هم مرور خواهیم کرد:

کاربرد زئولیت در کشاورزی

• به عنوان ماده جاذب رطوبت در زراعت
• افزایش دهنده تبادلات کاتیونی و حاصلخیزی
• کنترل بو

کاربرد زئولیت خوراک دام

• گلخانه
• پرورش گل
• سبزیجات
• درخت و درختچه Transplanting
• اصلاح خاک چمن
• محوطه‌سازی
• احداث جنگل (سازمان جنگلها، مزارع درخت)
• کاربرد در سیستم‌های آبکشت
• تصفیه آمونیاک استخر ماهی و آبزیان

کاربرد زئولیت در محصولات خانگی

• بوگیردر منازل
• کنترل بو و رطوبت حیوانات خانگی (بستر حیواناتی مثل سگ وگربه)

کاربرد زئولیت در محصولات صنعتی

• جاذب نفت ومشتقات آن
• جداسازی گاز

کاربرد در رآکتور و رادیواکتیو

• سایت بازسازی
• رآکتورها
• کاربرد در مدیریت زباله‌های اتمی

کاربرد در محیط زیست

• جذب فلزات سنگین
• به عنوان جذب‌کننده آلودگی‌های نفتی

کاربرد زئولیت در تصفیه آب و فاضلاب

• تصفیه آب
• حذف فلزات سنگین
• استخرهای شنا
• حذف آمونیاک موجود در لجن

طبقه بندی زئولیت ها

چند نوع طبقه‌بندی برای زئولیت‌ها انجام گرفته‌است. یک طبقه‌بندی قدیمی بر اساس شکل بلور است. در این طبقه‌بندی انواع زئولیت معدنی به بلورهای رشته‌ای، ستونی و مختلط تقسیم‌بندی می‌شوند. یک نوع طبقه‌بندی دیگر بر اساس منشأ شکل‌گیری آن‌ها است؛ که از این نظر زئولیت‌ها به دو نوع رسوبی و آتشفشانی تقسیم‌بندی می‌گردند. در زئولیت‌های رسوبی نسبت سیلیسیم به آلومینیوم بزرگتر از زئولیت‌های آتشفشانی است. زئولیت‌های موجود در ایران از نوع رسوبی هستند، در حالی‌که اکثر گونه‌های طبیعی زئولیت‌های موجود در جهان از نوع آتشفشانی هستند. نوع سوم تقسیم‌بندی بر اساس خواص اسیدی یا بازی زئولیت‌ها بنا شده‌است. در این تقسیم‌بندی زئولیت‌هایی که نسبت آلومینیوم به سیلیسیم (Al به Si) در آن‌ها در دامنه ۸/۰ به بالا باشند، جزء زئولیت‌های اسیدی و زئولیت‌هایی که در آن‌ها این نسبت بین ۵/۰ تا ۶/۰ و کم‌تر باشد، جزء زئولیت‌های قلیایی طبقه‌بندی می‌شوند.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد زئولیت‌های طبیعی آن‌ها را در بسیاری از کاربردهای کشاورزی و باغبانی سودمند نموده‌است. تکنولوژی‌های وابسته به زئولیت در کشاورزی و باغبانی شامل آزاد سازی تدریجی کودها، زئوپونیک و اصلاح و بهبود خاک است. این کاربردها میزان تقاضای زئولیت را در طیف تکنولوژیکی (از کاربرد آن‌ها در کشورهای در حال توسعه گرفته تا کاربرد آن‌ها در سیارات دیگر) افزایش می‌دهد. تحقیقات نشانگر این است که آزاد سازی تدریجی کودها توسط زئولیت‌ها، می‌تواند در خاک‌های طبیعی و مصنوعی به واسطه واکنش‌های تبادل یونی یا ترکیب واکنش‌های تبادل یونی یا ترکیب واکنش‌های تبادل یونی و تجزیه مواد کانی صورت گیرد. در روش دوم، زئولیت‌ها در ترکیب با کانی‌های با درجه انحلال پایین مانند فسفات آپاتیت به کار می‌روند. تحت شرایط مناسب، زئولیت‌ها راندمان مصرف کودها را افزایش خواهد داد. توانایی کلینوپتیلولایت در پایین آوردن نیتریفیکاسیون (تا ۱۱ درصد)، پایین آوردن شستشوی نیترات (تا ۳۰ درصد)، افزایش میزان جذب آمونیم و پتاسیم، کاهش تبخیر آمونیاک و آزاد سازی تدریجی NH4+ و K+ و سایر مواد غذایی مورد مطالعه قرار گرفته‌است.

سیستم‌های زئوپونیک به‌طور موفقیت‌آمیزی در کوبا و بلغارستان توسعه یافته‌اند، ولی این گونه سیستم‌ها برای تأمین مواد مغذی به درمان‌های دوره‌ای با کودهای شیمیایی یا محلول‌های مغذی بیش‌تر از زئولیت ترکیب شده با مواد کانی نیازمند هستند. مطلوب‌ترین سیستم‌های زئوپونیک، آن‌هایی هستند که خصوصیات جالب توجه زئولیتی (شامل ساختمان سخت و متخلخل، چگالی حجم متوسط، زهکشی خوب، قابلیت تبادل کاتیونی بالا و ثبات شیمیایی در برابر تغییرات pH) را دارا باشند و تغذیه متعادل گیاه را برای چرخه‌های تولید بدون اضافه نمودن کودها تأمین نمایند. سیستم‌های زئوپونیکی با دارا بودن این خصوصیات می‌توانند در بخش‌های عظیم تجاری و فروشگاه‌های مصرف‌کننده، به عنوان واسطه‌های رشد گیاه مورد توجه قرار بگیرند. زئولیت‌ها می‌توانند ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک و رطوبت را افزایش دهند و هدایت آب را توسعه بخشند. همچنین میزان محصولات را در زمین‌های اسیدی افزایش داده و میزان جذب عناصر سنگین و مضر مانند مس، کادمیوم، سرب و روی توسط گیاه، در خاک‌های آلوده را کاهش دهند. وسعت تأثیر این خصوصیات بستگی به مقدار زئولیت اضافه شده دارد. اگر قرار باشد زئولیت‌های تجاری برای مصارف کشاورزی و باغبانی توسعه یابند، بهتر است در تکنولوژی استفاده از آن‌ها در رابطه با هر محصول گیاهی به خصوص تجدید نظر به عمل آید تا بتوانند نیازهای ویژه محصولات را تأمین نمایند. برای آن‌هایی که درگیر تحقیق دربارهٔ زئولیت‌های طبیعی و توسعه آن‌ها در مصارف باغبانی و کشاورزی هستند، پالایش تکنولوژی‌های موجود و کسب موفقیت در بازار، چالش‌هایی هستند که بایستی مورد توجه تحقیقات و توسعه در بخش‌های زراعت و باغداری در زمینه استفاده از زئولیت‌ها قرار گیرند.
خصوصیات زئولیت خوراک دام، زئولیت خوراک طیور و زئولیت پرورش آبزی درجه بالای آبدار (هیدراته) شدن در زمان بی آب (دهیدراته) شدن، تراکم پایین و فضاهای خالی بالایی دارند. ساختمان بلوری اغلب زئولیت ها موقع بی آب شدن، پایدار می ماند. دارای خاصیت تبادل کاتیونی هستند. بلور دهیدراته دارای کانال های یکنواختی از نظر مولکولی و اندازه می باشد. خواص فیزیکی متنوعی از قبیل هدایت الکتریکی، خواص کاتالیتیکی، جذب و شبکه یونی دارند.
عناصر زیادی در انواع زئولیت معدنی موجود می باشند شامل:
پتاسیم، کلسیم، سدیم، آلومینیوم، منیزیم، سیلیسیوم، فسفر، گوگرد، مس، آهن و منگنز می باشد.
با توجه به این عناصر می توان گفت زئولیت بهترین مکمل غذایی برای دام و طیور و بهترین نوع کود معدنی به دلیل وجود املاح بی‌شمار می باشد که کاربرد کود زئولیت را گسترده کرده است.

بازار جهانی انواع زئولیت معدنی

بازار جهانی، این ماده را بر اساس نوع و کاربرد آن، به صورت جداگانه تجزیه و تحلیل نموده است. این کاربردها شامل مصالح ساختمانی، مواد شوینده، زئولیت خوراک دام ، کاتالیزور، جذب کننده ها، اصلاح خاک و… هستند.
بیشترین میزان استفاده از زئولیت در تولید خوراک دام ها متعلق به آمریکای شمالی و مکزیک می باشد. با توجه به اینکه در سالهای اخیر رشد دام در این مناطق افزایش یافته انتظار می رود درخواست خوراک دام و مصالح ساختمانی و سیمان برای ساخت مکان دام ها رشد چشمگیری داشته باشد.
توسعه و گسترش روز افزون پالایشگاه های نفت و پتروشیمی در خاورمیانه و کشورهای آفریقایی منجر به تولید هر چه بیشتر زئولیت در این مناطق گشته است. بازار جهانی این ماده در حال رقابت با شرکت های تولیدی محصولاتی مشابه زئولیت، مثل؛ پرلیت، دیاتومیت و زمین فولر است. بازار این محصول یکی از پر رقابت ترین و گسترده ترین بازار جهانی را دارد. که با توجه به تحقیق و بررسی های انجام شده انتظار می رود این روند، رشد و پیشرفت چشمگیرتری به خود بگیرد و در تمامی زمینه‌ها در مناطق مختلف افزایش یابد. موفقیت در این حوزه از آن شرکت هایی خواهد شد که پیش بینی های لازم را اتخاذ کرده و مطابق با آن به تولید و ارائه محصولات خود اقدام نمایند.
بسیاری از شرکت ها در آزمایشگاه‌های مخصوص، این ماده را به شکل مصنوعی تولید می کنند. بخش تولید مصنوعی بیشترین میزان از این ماده را را در برمی گیرد. زئولیت مصنوعی ساخته شده درآزمایشگاه‌ها از مواد معدنی آلومینوسیلیکات (دارای ساختاری اسفنج مانند و تشکیل شده از منافذ ریز) تشکیل شده است. مزیت دیگر این ماده نسبت به نوع طبیعی این می باشد که به راحتی قابل بازیافت شدن است. اما تولید این ماده به صورت طبیعی به دلیل هزینه کمی که در استخراج آن به کار می رود بسیار پرطرفدار است. از نوع طبیعی آن در صنعت ساخت و ساز(سنگ، سیمان پوولانی و…) استفاده می شود. پیش بینی شده که زئولیت طبیعی از سال ۲۰۲۲ یه بعد بخش اعظم بازار را به خود اختصاص خواهد داد. این عمدتا به دلیل تقاضای فزاینده برای زئولیت های طبیعی درمصرف ساخت و ساز و مصالح ساختمانی، اصلاح خاک، خوراک دام و تصفیه فاضلاب و… می باشد.
در سال ۲۰۱۹ همه گیری بیماری کووید-۱۹ بر عملیات تولید این ماده اثر منفی گذاشت و دلیل اصلی آن تعطیل شدن بسیاری از کسب و کارها بود. این زنجیره باعث تعطیلی و از کار افتادن بسیاری از کارخانجات نیز گردید. اما با گذشت زمان و بهبود اوضاع کم کم وضعیت بازار بهتر شده و تولید کنندگان تولیدات خود را از سر گرفته اند.
آمارگیری که در سال ۲۰۲۱ در حوزه این محصول به عمل آمد نشان می دهد که آسیا و اقیانوسیه بیشترین سهم را به خود اختصاص داده اند. کشورهایی مانند چین و هند سرمایه گذاری های کلانی در این زمینه به انجام رسانده اند .
بنابراین طبق پیش بینی های انجام شده انتظار می رود اندازه بازار جهانی زئولیت از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۸ با رشد صعودی ۶٫۵ درصدی به ۴۴٫۲۴ میلیارد دلار برسد.

قیمت فروش انواع زئولیت در تهران و شهرستان ها

اغلب مراکز خرید و فروش انواع زئولیت و دیگر مواد شیمیایی در تهران وجود دارند و فروشندگان زئولیت در سایر استان و شهرستان ها در بیشتر موارد، خرید خود را از تهران انجام می دهند. به همین دلیل، توصیه می شود که در صورت امکان سعی کنید تا خرید مواد شیمیایی از تهران انجام شود. چرا که اغلب شرکت های واردکننده زئولیت معدنی در تهران مستقر هستند.
به دلیل اینکه خرید زئولیت معدنی در سایر استان ها و شهرستان ها در بیشتر موارد از طریق چندین واسطه انجام می شود، خرید در تهران می تواند از نظر قیمت انواع زئولیت مقرون به صرفه تر و ارزان تر باشد.
از آنجایی که در تهران به تامین کننده اصلی کالا نزدیک تر هستید و بیشتر انبارهای اصلی مواد شیمیایی در شهر تهران قرار دارند، احتمال اصالت و مرغوبیت کالا نیز افزایش می یابد.
اما باید توجه نمود که تمامی شرکت های بازرگانی مستقر در تهران از نظر تجربه، سابقه و کیفیت در یک سطح قرار ندارند.
حجم محصول، درصد خلوص، نرخ ارز و شرکت تولیدکننده به طور کلی از عوامل بسیار مهم در تعیین قیمت مواد شیمیایی هستند؛ قیمت انواع زئولیت نیز تحت تاثیر این موارد است.
با توجه به اینکه بین زئولیت ها و نحوه تولید آن و همچنین مصنوعی بودن و طبیعی بودن آن ها تفاوت هایی وجود دارد و ساخت و تهیه هر کدام از گونه ها متفاوت است. در مورد قیمت آن ها نیز تفاوت اساسی وجود دارد برای اطلاع از قیمت انواع زئولیت می توانید با مجموعه مفید در ارتباط باشید. مشاورین ما به صورت شبانه روز در خدمت شما عزیزان می باشند.
یکی از مهمترین دغدغه های فعالان حوزه شیمیایی، خرید زئولیت از یک فروشنده معتبر، باسابقه و قابل اطمینان است. با هدف افزایش اعتماد بین فروشندگان و خریداران از کیفیت محصول موردنظر در فرایند خرید زئولیت، ما به عنوان مرجع مواد شیمیایی در ایران، تمام تلاش خود را کرده ایم که بهترین فروشندگان زئولیت را در این بخش به شما معرفی نماییم. امیدواریم با معرفی تامین کنندگان منتخب، نگرانی های خریداران محترم کاهش یافته و بتوانیم لذت تجربه خرید زئولیت با قیمت و کیفیت مناسب را به شما هدیه نماییم.

سوالات متداول :
آیا زئولیت ها خطرناک هستند؟
برخی از زئولیت‌ها مانند زئولیت‌های فیبری طبیعی (Erionite) هنگام استنشاق می‌توانند باعث سرطان شوند.

چگونه آب از زئولیت ها تصفیه می شود؟
زئولیت ها دارای تخلخل بالا و سطح وسیع هستند. به همین دلیل از آن برای تصفیه بیولوژیکی آب استفاده می شود. همچنین زئو ها کاتیون های نامطلوب، عناصر رادیواکتیو و فلزات سنگین را از آب حذف می کنند.

آیا زئولیت ها در آب محلول هستند؟
زئولیت ها در آب نامحلول هستند، بنابراین می توان آنها را با فیلتراسیون از محلول آبی جدا کرد.