Безотходные технологии производства цеолитов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Курсовая работа по дисциплине: «»

Безотходные технологии производства цеолитов

Руководитель доц., к.т.н.

Студент группы

2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В природе цеолиты образуются в результате гидротермального синтеза. Эффективных способов обогащения пород не существует, поэтому на практике используют только богатые залежи цеолитов. (% в природе)

В промышленных масштабах главным образом используют синтетические цеолиты. Хотя в настоящее время известно свыше 30 природных цеолитов, но только 8 из них (анальцим, шабазит, клиноптилолит, эрионит, феррьерит, ломонтит, морденит и филлипсит), встречающихся в основном в осадочных породах, могут иметь промышленное значение. Трудности связаны с разведкой, изучением и разработкой месторождений. Вообще, во всем мире потенциальный запас пригодных для использования цеолитов достаточно велик.

Уровень современного промышленного производства синтетических цеолитов достигает нескольких сотен тысяч тонн в год и определяется главным образом, потребностями нефтехимической промышленности, где синтетические цеолиты некоторых структурных типов находят широкое применение в качестве катализаторов или их носителей. Также цеолиты широко применяются при сушке, очистке и разделении веществ, а также в качестве ионообменников.

Вместе с тем цеолиты сами по себе являются интересными объектами для научных исследований: они представляют собой пористые тела, характеризующиеся определенной структурой скелета и регулярной геометрией пор (внутрикристаллических полостей и каналов). Важной особенностью цеолитов является возможность варьирования химического состава кристаллов и геометрических параметров (формы и размеров) внутрикристаллических пор, т.е. возможность их структурного и химического модифицирования, что можно осуществлять либо варьируя условия прямого синтеза цеолитов, либо изменяя химический состав кристаллов цеолитов одного и того же структурного типа.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕЛИТАХ

Цеолиты представляют собой кристаллические водные алюмосиликатные минералы, содержащие в качестве катионов элементы I и II групп периодической системы, в частности K+ , Mg2+, Ca2+, Cr2+, Ba2+ и другие. Идеализированная химическая формула цеолитов имеет вид: Mx/n[AlxSiyO2(x+y)]×pH2O, где М - одновалентные (Na, K, Li) и двухвалентные (Ca, Mg, Ba, Sr) катионы; n - заряд катиона; y/x - отношение SiO2/Al2O3 колеблется в диапазоне от 2 до 6 в зависимости от типа цеолитов; p - количество молекул воды, колеблющееся в диапазоне от 2 до 7, в идеализированной форме p/x = 1:4. Сокращённая формула: M2/nO×Al2O3×xSiO2×yH2O. Оксидная формула широко распространённого природного цеолита клиноптилолита имеет вид: (K, Na, 1/2Ca)2O×Al2O3×8H2O.

Первое упоминание о почвенных цеолитах относится к концу XIX века. По мнению К. К. Гедройца, предположение об их существовании возникло в связи с констатацией способности почв к обменным реакциям. К тому времени было известно, что такой же способностью обладают минералы, носящие название цеолитов. Добыча цеолитовых пород на промышленной основе началась в 50-60-х годах, сначала в Японии и США, а потом в ряде европейских стран.

Известные в настоящее время цеолитовые минералы весьма неравномерно распределены в природе. Клиноптилолит, морденит, филлипсит, шабазит, стильбит, анальцит встречаются очень часто, тогда как для ряда видов известны только единичные находки (офферит, палингит, баррерит и другие). Существует ярко выраженная связь между химическим составом цеолитовых минералов и типов вмещающей породы. Так для ультраосновных и основных пород характерны цеолиты с низким отношением Si/Al (жисмондин, тонсонит и другие). Высококремнистые цеолиты - морденит, клиноптилолит, феррьерит - чаще всего связаны с кислыми породами. Цеолиты с характерной широкой вариацией в составе (филлипсит, шабазит) встречаются в любых породах - от кислых до ультраосновных, но, как правило, состав данного образца отражает в определённой степени химический состав вмещающей породы.

Рисунок 1 – Применение цеолитов.

В литературе предложено множество классификаций цеолитовых месторождений. По природным месторождениям цеолиты разделены на две основные группы: 1) цеолиты, заполняющие жилы, трещины и пустоты в породах; 2) породообразующие цеолиты. Обе группы месторождений возникают под воздействием разнообразных геологических процессов, определяющих минеральный состав, форму и размеры месторождения, зональность в распределении минералов и так далее. Отнесение определённого месторождения к одному генетическому типу или процессу затрудняется тем, что в ряде случаев наблюдается наложение разных процессов при формировании месторождений.

В зависимости от минерального состава различают следующие промышленные типы руд - клиноптилолитовый, морденитовый, филлипситовый и шабазитовый. К высококачественным относятся породы, содержащие более 70% минерала цеолита, к среднекачественным - 50-70% и к бедным рудам - 15-50%. В цеолитовых породах почти всегда присутствуют остатки вулканических стёкол, монтмориллонит, кристобалит, нередко кальций, глауконит и другие.

В настоящее время известно около 1000 месторождений 42 разновидностей цеолитов более чем в 40 странах мира. В СНГ выявлено более 50 месторождений цеолитов. Разведанные по промышленным категориям запасы составляют более 1 млрд. 4 804 млн. т, предполагаемые ресурсы - более 4 млрд. т. Ценность представляют высококремнистые цеолиты, - особенно широко используется клиноптилолит. Кроме цеолитов к природным сорбентам относятся опал-кристобалитовые породы (опоки, трепелы, диатомиты), бентонитовые и палыгорскитовые глины, глаукониты, вермикулиты и перлиты. Цеолиты Хотынецкого месторождения Орловской области представлены тремя типами цеолитсодержащего сырья: более кремнистый (бескарбонатный, слабоглинистый); карбонатный (умеренно кремнистый и глинистый); более глинистый (практически бескарбонатный).

Результаты проведённых исследований дают основание считать Хотынецкое месторождение цеолитсодержащих трепелов перспективным общим запасом туфов 20,0- 22,0 млн. т со следующим средним минеральным составом: клиноптилолит - 37,5%, кварц - 22,0, монтмориллонит - 8-10,0, кристобалит - 15,0-18,0, гидрослюда - 11,0, кальцит - 3,0, минералы группы полевых шпатов - 0,5%.

Удельный вес цеолитового туфа 2,49 г/см3 , объёмный вес 0,99 г/см3 , пористость 61,1%. Химический состав цеолитсодержащих пород, % от массы: SiO2 - 72,85, TiO2 - 0,57, Al2O3 - 10,41, Fe2O3 - 3,64, FeO - 0,23, MnO - 0,02, MgO - 1,32, CaO - 1,52, Na2O - 0,23, K2O - 1,70, P2O5 - 0,14, SO3 - 0,12, прочие - 7,03. Результаты анализов показали, что хотынецкий цеолит (клиноптилолит) наиболее близок по своим агрохимическим и водно-физическим свойствам к природному цеолиту Шивыртуйского месторождения. Он имеет щелочную реакцию среды (pH водн. 8,3), невысокую концентрацию водорастворимых солей, содержит незначительное количество азота и фосфора и большое - обменных форм магния, калия и кальция.

Рисунок 2 - Блок-схема получения поверхностно-модифицированного цеолита

В результате последующих исследований (где исследование и кто делал,,,,ссылка тоже надо в список литературе  )был накоплен фактический материал, позволивший получить разносторонние данные о строении, составе и свойствах минералов группы цеолиты. Наиболее важными показателями характеристики цеолитов, имеющими первостепенное значение в оценке их агромелиоративных качеств, являются каркасная структура, высокая ёмкость катионного обмена, наличие в составе элементов зольного питания растений, высокая способность к поглощению воды. Именно эти особенности цеолитов привлекли внимание исследователей ((где исследование и кто делал,,,,ссылка тоже надо в список литературе  )и позволили выявить разностороннюю эффективность их применения.

В результате целенаправленных многочисленных исследований было установлено следующее положительное влияние цеолитов на свойства почв и урожайность сельскохозяйственных культур: как фактора улучшения физических свойств почв, регулятора их сорбционных свойств, источника и регулятора некоторых элементов питания растений. В результате этих исследований применение цеолитов было широко внедрено в практику возделывания полевых, овощных и плодовых культур.

В связи с широким использованием в сельском хозяйстве цеолитов как разносторонних регуляторов почвенных условий роста и развития растений необходимо подчеркнуть два обстоятельства: первое - эффективность применения цеолитов во многом определяется составом цеолита и почвенно-климатическими условиями их применения. И второе – эффективность использования цеолитов как сорбентов определяется природой химических соединений.

Уже первые исследования показали, что синтетические цеолиты обладают уникальными свойствами ка адсорбенты и катализаторы. Проведем некоторые сравнения. Аморфные оксиды или алюмосиликаты в большей или меньшей степени поглощают все компоненты сложных смесей, а, например, КА (цеолит A, содержащий катионы калия) или природный содалит из влажной смеси газов адсорбирует только воду. Поэтому цеолиты называют молекулярными ситами. Для объяснения происхождения этого термина на приведены результаты моделирования «полета» через структуру содалита. Видно(где видно ), что объем цеолита пронизан каналами, диаметр входных отверстий которых составляет 0,26 нм, что совпадает с размерами молекулы воды. Напрашивается аналогия с бытовыми или лабораторными ситами, но в отличие от них в цеолитах образуется трехмерная система однородных отверстий и каналов.

Помимо этого изотермы адсорбции цеолитами (зависимость количества поглощенного вещества от концентрации его в газовой или жидкой фазе при постоянной температуре) отличны от наблюдаемых на обычных адсорбентах. Как видно, общая величина адсорбции на силикагеле (аморфном оксиде кремния) может быть даже выше, но цеолит способен адсорбировать в заметных количествах и при малых давлениях: из газовой фазы, парциальное давление паров воды в которой равно 10 мм рт. ст., при 100° С можно извлечь до 14,5 г воды на 100 г. цеолита, а на силикагеле адсорбция воды практически не происходит. Это делает цеолиты незаменимыми в системах глубокой осушки и автономного жизнеобеспечения.

Использование модифицированных цеолитов X и Y (структурных аналогов фожазита, природные запасы которого ничтожно малы) в качестве основы катализаторов крекинга нефтяных фракций позволило заметно повысить эффективность процесса. Например, при близких условиях на аморфном алюмосиликате при общей степени превращения сырья 65,1 об.% выход бензиновой фракции составляет 46,3 об.%, а на цеолитном катализаторе –72,5 и 57,3 об.% соответственно. Этим достигается экономия сырья: в 1980 году на 1 т моторного топлива расходовали 2 т нефти, а современные катализаторы позволяют использовать только 1,5 т.

Синтетические цеолиты активно внедряются и в другие процессы химической технологии (гидрокрекинг – каталитический крекинг, протекающий в присутствии водорода и при повышенном давлении, удаление примесей серо- и азотсодержащих примесей из нефтяных фракций, нефтехимический синтез и др.). На их основе создаются катализаторы нейтрализации вредных соединений в отходящих газах производств и автомобильных двигателей. Например, на медь содержащем цеолите

Cu-ZSM-5 при 500° С NO превращается в азот и кислород.

Цеолиты позволили осуществлять и неизвестные ранее процессы. Так, из метилового спирта на пентасиле можно получать широкий набор углеводородов вплоть до алкилароматических соединен.

Природа цеолитов, кристаллизующихся из водных щелочных алюмосиликатных системах (R2O-SiO2-Al2O3-H2O) в гидротермальных условиях при заданной температуре, в значительной степени зависит не только от соотношений и концентраций компонентов; на результаты кристаллизации при одинаковом составе системы влияют также природа и состояние реагентов, используемых для составления исходных алюмосиликатных смесей, условия их приготовления, перемешивание, затравки и другие, зачастую трудно контролируемые факторы. Это свидетельствует о том, что в подобных случаях состав системы, температура и давление еще не определяют результатов кристаллизации и что такие гетерогенные системы после образования в них первичных кристаллов цеолитов не достигают состояния термодинамического равновесия. Поэтому для понимания механизма кристаллизации цеолитов и определения условий воспроизводимого управляемого синтеза большое значение приобретают исследования не только фазовых диаграмм и полей кристаллизации, но и кинетики кристаллизации.

Если при кристаллизации цеолитов используются не гетерогенные алюмосиликатные смеси, а силикаалюмогели, получаемые путем смешения гомогенных щелочных силикатных и алюминатных растворов, результаты кристаллизации и кинетика процесса для одного и того же геля обычно хорошо воспроизводятся, но являются чувствительными к изменению состава гелей. Поэтому такие силикаалюмогели представляют собой удобные исходные продукты для синтеза кристаллов цеолитов с заданной структурой и составом и для исследования кинетики и механизма кристаллизации.

Кинетика роста массы кристаллов цеолитов в кристаллизующихся гелях. В начальный период нагревания гелей, продолжительность которого различна в разных случаях, рентгенофазовый анализ не обнаруживает кристаллов цеолитов в гелях. Предполагается, что это свидетельствует о существовании индукционного периода, времени, в течение которого зародыши кристаллов вырастают до критических размеров. Продолжительность индукционного периода значительно сокращается с ростом температуры при одновременном сокращении продолжительности всего процесса кристаллизации. Но необходимо отметить, что температура не является единственным фактором, определяющим продолжительность кристаллизации цеолитов одного и того же типа.

Малые добавки порошков кристаллических цеолитов могут оказывать существенное влияние на процесс гидротермальной кристаллизации алюмосиликатных гелей и способствовать образованию новых кристаллических фаз.

Так например затравки в виде кристаллов цеолита А выполняют роль растущих центров кристаллизации в условиях, когда эти кристаллы омываются щелочным алюмосиликатным раствором. В этих условиях скорость роста кристаллической массы пропорциональна массе кристаллов затравки и зависит от концентрации раствора.

Было установлено, что введение добавок кристаллов цеолита А в силикаалюмогидрогель сокращает длительность кристаллизации и продолжительность индукционного периода. Эффект добавок возрастает с ростом массы кристаллов и уменьшением их размеров.

Направленный синтез цеолитов

Возможности получения цеолитов с заданной структурой и составом определяются температурой, составом алюмосиликатных систем и особенно природой щелочного компонента. В ряде случаев результаты синтеза зависят также и от состояния исходных реагентов используемых при синтезе. Если синтез цеолитов осуществляется путем нагревания щелочных силикаалюмогелей, предварительно полученных смешением растворов силикатов и алюминатов, то при выбранной температуре природа кристаллизующихся цеолитов и состав кристаллов зависят только от состава гелей.

Однако некоторые Na-цеолиты (например, Na-морденит) не могут быть синтезированы из силикаалюмогелей, получаемых смешением силикатных и алюминатных растворов. Высококремнеземный синтетический фожазит (цеолит Na-Y) в принципе может быть получен из таких силикаалюмогелей, но кристализуется не воспроизводимо и не в виде чистой фазы. Поэтому при синтезе этих высококремнеземных натриевых цеолитов используются другие источники SiO2 (золи SiO2). При применении затравок синтез цеолита Na-Y может быть легко осуществлен и из алюмосиликатных гелей. В качестве таких затравок могут быть применены кристаллы цеолита Na-X и даже гели (аморфные затравки)

Состав алюмокислородного каркаса цеолитов одного и того же структурного типа в значительной степени определяет их свойства. Во многих случаях отношение Si/Al в однотипных кристаллах синтетических цеолитов может изменяться в сравнительно широких пределах. Типичными примерами такого рода являются синтетические фожазиты (цеолиты X и Y), синтетические калиевые шабазиты (цеолиты G), синтетические анальцимы.

Регулирование состава кремнеалюмокислородного каркаса цеолитов одного и того же структурного типа может осуществляться путем изменения состава исходных алюмосиликатных смесей и силикатных и алюминатных растворов в пределах поля кристаллизации данного цеолита.

Чем больше соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах, тем он более устойчивее к воздействию кислот. При обработке цеолитов сильными кислотами образовываются гели. Так, например под действием соляной кислоты цеолиты натриевой формы A и X легко разлагаются, и при этои осаждается светлый гель. Морденит устойчив даже к сильным кислотам, при его обработке удаляются только катионы, образуется водородная форма морденита.

Что касается варьирования дисперсности кристаллов, то это возможно делать в ограниченных пределах путем изменения состава исходных алюмосиликатных смесей или силикаалюмогелей. Повышение щелочности гелей приводит к интенсификации процесса зародышеобразования в гелях и к получению более мелких кристаллов. Однако регулирование размеров кристаллов путем изменения щелочности гелей не всегда применимо, поскольку вместе с изменением содержания щелочи может измениться и сама природа кристаллизующихся фаз.

Большие возможности для регулирования дисперсности кристаллов имеет метод старения гелей, позволяющий в определенных случаях варьировать размеры кристаллов цеолитов одного и того же структурного типа в широких пределах. При увеличении длительности периода старения одного и того же геля размер кристаллов цеолита уменьшается.

Однако хотя методом старения можно легко регулировать размеры кристаллов цеолитов, кристаллизующихся из одного и того же геля (что важно для разных целей, в том числе и практических), этот метод не позволяет получать крупные монокристаллы, так как старение всегда приводит лишь к уменьшению размеров кристаллов.

2. БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА  ЦИОЛИТОВ

Обычно в качестве сырьевого материала для производства искусственного цеолита применяли летучую золу (золу-унос), образующуюся в ходе сгорания угля, и состав, содержащий алюмосиликат. К составу, содержащему в качестве сырьевого материла зольный продукт сжигания или алюмосиликат, добавляют водный щелочной раствор, смесь нагревают, обрабатывают с помощью смесителя, получая перемешанную смесь в виде суспензии или пульпы. Перемешанную смесь непрерывно перемещают и подвергают прямому облучению электромагнитными волнами с частотой в интервале 300 МГц - 30 ГГц электромагнитными волнами, превращая ее тем самым в цеолит.

Цеолит очищают посредством очищающей машины и высушивают в барабанной паровой сушильной установке. Указанный способ можно использовать для производства искусственного цеолита, которое характеризуется пониженным количеством примененной и удаленной щелочи при пониженном расходе энергии, а также уменьшенным временем производства. Настоящее изобретение относится к технологии производства цеолита из сырьевого материала в виде зольного продукта сжигания или состава, содержащего алюмосиликат.(типа не понятно ,он так поставил ???,вроде он имеет ввиду какое изобретение и кто ее дела )

Обычно(чего ) в качестве сырьевого материала для производства искусственного цеолита применяли летучую золу (золу-унос), образующуюся в ходе сгорания угля, и состав, содержащий алюмосиликат. В выложенных патентных заявках Японии №№6-321525 и 6-321526 описаны способы и варианты установки для производства цеолита из таких сырьевых материалов с помощью горячего водного щелочного раствора.

В выложенной заявке Японии №10-324518 описан способ непрерывного производства искусственного цеолита за счет циркулирующего псевдоожиженного слоя, а также устройство для реализации такого способа.

В обычных способах производства искусственного цеолита смесь, сформированную смешиванием летучей золы или состава, содержащего алюмосиликат, со щелочью, нагревают посредством радиационного тепла или тепла, которое выделяется за счет проводимости. Увеличение плотности тепловой энергии имеет пределы, часто удлиняющие время нагрева. Кроме того, время производства искусственного цеолита удлиняется из-за низкой скорости реакции формирования цеолита с помощью горячего водного щелочного раствора. Другими словами, поскольку нагрев осуществляется по направлению от наружной стороны частиц, для проникновения тепла в частицы и для диффузии щелочи необходим более длинный отрезок времени, что в итоге приводит к увеличению общего времени реакции.

Более того, цеолит, образованный за счет термической щелочной реакции, над поверхностью частиц формирует корку, которая замедляет реакцию внутри частиц. Таким образом, формирование цеолита затрудняется и скорость превращения в цеолит невысока.

Далее, в обычных способах из-за большого количества гидроксида натрия, не вовлеченного в реакцию, требуется большой объем работы и времени для выделения и повторного использования щелочи, что затрудняет производство искусственного цеолита с высокими функциональными свойствами при низкой стоимости.

Существует также проблема в плане экономии энергии, поскольку в рамках обычных способов нужны этапы выделения искусственного цеолита из щелочного раствора, промывания цеолита и его высушивания, причем для первого и третьего из указанных этапов требуется большое количество энергии, приводящее в результате к высокой стоимости производства.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение(кто дела изобретение и на чего основан и тоже ссылка в Спи лит.) , заключается в разработке технологии, которая позволяет осуществить производство искусственного цеолита с помощью процесса, упрощенного по сравнению с обычной технологией и отличающегося пониженным количеством примененной и удаленной щелочи при более низком расходе энергии, а также уменьшенным временем производства.

Для решения указанных выше задач способ производства цеолита согласно настоящему изобретению включает в себя добавление водного щелочного раствора к зольному продукту сжигания или составу, содержащему алюмосиликат, с формированием смеси в виде суспензии или пульпы, нагрев смеси и прямое облучение смеси электромагнитными волнами с частотами в интервале от 300 МГц до 30 ГГц(почему такое предложение повторилось несколько раз) при одновременном непрерывном перемещении смеси с результирующим формированием цеолита. Вследствие применения такого процесса количество щелочи, проникающей в частицы твердой фазы зольного продукта сжигания или аналогичного продукта, составляет необходимый для реакции минимум. При этом щелочь сразу же формирует цеолит за счет тепла, генерируемого из внутренней зоны частиц посредством облучения электромагнитными волнами. Поэтому этот процесс обеспечивает возможность производства искусственного цеолита за короткий отрезок времени, причем с пониженным количеством примененной и удаленной щелочи. Кроме того, отпадает необходимость в обычных процессах разделения твердая фаза-жидкость и очистки, что упрощает процесс в целом.

Следует отметить, что зольный продукт сжигания или состав, содержащий алюмосиликат, могут включать в себя природный цеолит и не превращенный в филлипсит искусственный цеолит, полученный другими производственными способами. Следовательно, настоящее изобретение можно использовать для улучшения свойств природного или какого-либо другого цеолита.

Облучение электромагнитными волнами вызывает генерацию тепла только в смеси зольного продукта сжигания или аналогичного материала фактически без нагрева находящихся рядом устройств, атмосферных газов и т.д. Поэтому достигается высокая эффективность нагрева, что позволяет понизить расход энергии. Кроме того, поскольку облучению электромагнитными волнами предшествует нагрев смеси, эффективность теплового превращения повышается до величины приблизительно 70%. В рамках этого предварительного процесса нагрева смесь предпочтительно нагревают до температуры в интервале 80-150°С.

Главным компонентом цеолита, полученного согласно настоящему изобретению(тоже самое какое изобретение и кто делал и на чего основан ), является филлипсит. Этот цеолит может включать в себя также фожазит, цеолит А, гидроксисодалит и т.д. с нецеолитными компонентами, т.е. с компонентами, отличными от цеолитов, такими как несгоревший углерод, железо и т.д.

Следует отметить, что зольный продукт сжигания, описанный в настоящем изобретении, представляет собой золу, полученную сжиганием составов, содержащих алюмосиликат. Термин "зольный продукт сжигания" включает в себя угольную золу, зольный продукт сжигания шлама, образующегося при изготовлении бумаги, зольный продукт сжигания городского мусора и активного шлама, полученного за счет удаления сточных вод, зольный продукт сжигания твердого топлива, изготовленного из мусора или аналогичного материала. Термин "состав, содержащий алюмосиликат", относится к минералу, содержащему соль, сформированную путем частичного замещения силиката или диоксида кремния алюминием. Примерами такого минерала являются ортоклаз, анортит, анальцим, шабазит и слюда.

Под воздействием облучения электромагнитными волнами с частотами в интервале 300 МГц - 30 ГГц дипольные моменты молекул воды, присутствующих в смеси зольного продукта сжигания или состава, содержащего алюмосиликат, с водным щелочным раствором, энергично колеблются (от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов колебаний в секунду), обеспечивая высокую температуру за счет генерации тепла внутри частиц зольного продукта сжигания или аналогичного материала, что сразу же промотирует термическую щелочную реакцию. Таким образом, реакцию формирования цеолита, которая в обычных способах занимает время от нескольких часов до нескольких десятков часов, можно завершить за несколько минут.

Так как смесь зольного продукта сжигания или состава, содержащего алюмосиликат, с водным щелочным раствором существует в виде суспензии или пульпы, улучшается эффективность обработки и транспортировки в ходе производственного процесса. К тому же эффективную генерацию тепла можно реализовать за счет облучения электромагнитными волнами. В результате количество щелочи можно свести к минимуму, необходимому для протекания реакции, что приводит к значительному сокращению количества отходов в виде удаленной щелочи.

Реакцию формирования цеолитного ядра, определяющую скорость общей реакции формирования цеолита, ускоряют предварительным добавлением частиц, способствующих формированию ядра, к зольному продукту сжигания или составу, содержащему алюмосиликат. Тем самым скорость реакции формирования цеолита повышают в три-пять раз, укорачивая за счет этого время производства искусственного цеолита. В качестве таких частиц пригодны частицы цеолита, стеклянный порошок и т.д.

Поскольку во время облучения электромагнитными волнами смесь зольного продукта сжигания или состава, содержащего алюмосиликат, с водным щелочным раствором непрерывно перемещают, контроль и регулировка условий облучения облегчается, обеспечивая непрерывное протекание общего процесса производства цеолита. Соответственно повышается эффективность процесса. Следует отметить, что если смесь зольного продукта сжигания или аналогичного материала имеет кромки или выступы, электрическое поле имеет тенденцию концентрироваться на них, вызывая неоднородный нагрев. Для его предотвращения предпочтительно использовать цилиндрический вращающийся нагреватель или нагреватель конвейерного типа, который может смещать поверхность нагрева вверх и вниз.

Благодаря применению в качестве зольного продукта сжигания, т.е. летучей золы, сформированной в ходе сгорания угля или сжигания мусора, промышленные отходы можно превратить в полезные ресурсы. Летучая зола, сформированная в ходе сгорания угля, является мелкими частицами золы, собранными пылесборником в ходе сгорания угля с применением бойлера для сжигания угольной пыли. Частицы золы включают в себя оксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция и т.д. с потерей сгораемости, составляющей 5% или менее, и удельным весом 1,9 или более, причем распределение размеров частиц таково, что 75% или более частиц проходят через стандартное сито 44 мкм. Летучая зола, образованная при сжигании мусора, имеет состав, содержащий кремнезем (диоксид кремния), глинозем (оксид алюминия) и известь. Этот состав подобен составу летучей золы, образованной при сгорании угля.