БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ЦЕ)

Цеолитиза'ция,процесс замещения полевошпатовых пород цеолитами, происходящий в условиях относительно низких температур и давлений под действием гидротермальных растворов. Ц. одна из форм метаморфизма горных пород в условиях т. н. цеолитовой фации (см. Фации метаморфизма ) . Ц. наиболее часто подвергаются основные эффузивные породы; процессу Ц. порода может быть подвергнута как полностью, так и частично. В пустотах таких пород образуются кристаллы цеолитов и др. гидротермальные минералы (кальцит, апофиллит, анальцим и др.). Цеолитизированные породы широко развиты в областях древнего вулканизма; современные процессы Ц. наблюдаются в вулканических областях в местах выхода термальных вод (в СССР — Паратунка и Паужетка на Камчатке, в Новой Зеландии, в Исландии и др.). С породами, подвергшимися Ц., связаны месторождения исландского шпата. Отдельные слои вулканического пепла, претерпевшего Ц. и сложенные нацело цеолитами, используются в промышленности как добавка к цементу и как высокоценный адсорбент.

Цеоли'ты(от греч. zéo — киплю и líthos — камень; из-за способности вспучиваться при нагревании), алюмосиликаты, кристаллическая структура которых образована тетраэдрами [SiO 4] 4-и [AlO4] 5-, объединёнными общими вершинами в трёхмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. В последних находятся молекулы воды и катионы металлов (I и II групп периодической системы Менделеева), а также аммония, гидрония, тетраалкиламмония и др. введённые катионным обменом поливалентные ионы.

Ц. встречаются в природе и получены искусственно. Общая формула Ц. Me x/n[Al xSi yO 2(x+y)]×zH 2O, где Me — металл, n — его степень окисления, х — число атомов алюминия, у — число атомов кремния, z — число молекул воды.

Цеолиты природные (Ц. п.) включают около 30 минералов. К наиболее важным относятся: анальцим, ломонтит Ca [Al 2Si 4O 12]×2H 2O, филлипсит (Na 2, K 2, Ca) [Al 2Si­ 2,6-6,8O 9,2-17,6] (3,4—6,6) Н 2О; натролит, морденит (Na 2, Ca, K 2)[Al 2Si 9,0-10,6О 22,0-25,2] (6,4—7) H 2O; гейландит (Са, Na 2, K 2) [Al 2Si 6,0-7,5O 16,0-19,0] (5,5—6,5) H 2O, клиноптилолит (K 2, Na 2, Ca) [AI 2Si 7,5-11,0O 19,0-26,0] (6—8)1420, шабазит, эрионит (Na 2, K 2, Ca) [Al 2Si 5,8-7,6O 15,4-19,2] (4,8—6,8) Н 2О, фожазит (Са, Na 2, Mg, K 2) [Al 2Si 4,1-4,6O 12,2-13,2]×4H 2O.

По наличию общих структурных элементов, сходных кайалов выделяют 9 кристаллохимических групп Ц. Каркасы цеолитов группы анальцима построены четверными кольцами [Si, AlO 4] тетраэдров. Из различных сочетаний четырёхчленных колец построены также каркасы Ц. группы ломонтита и филлипсита. Структуры Ц. группы натролита образованы из цепочек, которые составлены из четырёхчленных колец, соединённых Друг с другом пятым тетраэдром. Характерные элементы Ц. группы морденита и гейландитаклиноптилолита представлены пятерными петлями тетраэдров [Si, AlO 4]. Одиночные шестерные кольца являются основой каркасов Ц. группы эрионита, двойные — шабазита и фожазита.

Ц. п. образуют прозрачные бесцветные кристаллы любых кристаллографических систем; размер от нескольких см до нескольких мкм. Твердость по минералогической шкале 3—5; плотность 1800—2250 кг/м 3 (у бариевых цеолитов — 2500—2700).

Образуются Ц. п. в основном в условиях относительно невысоких температур (до 250—300 °С) и давлений (до нескольких тыс. атмосфер) в последней стадии гидротермального процесса и приурочены к вулканогенным толщам базальтового, андезитового, риолитового состава, в которых заполняют пустоты и трещины, или образуют цемент туфов; происхождение Ц. п. связано также с диагенезом осадков морей, щелочных солёных озёр, при взаимодействии туфов с поровыми водами. При этом образуются промышленные скопления, которые разрабатываются как месторождения Ц. п. С повышением температуры образуются относительно менее гидратированные Ц. Появление ломонтита в подвергающихся погружению осадках характерно для т. н. цеолитовой фации метаморфизма; особое место занимает анальцим, который может кристаллизоваться как позднемагматический минерал при температурах выше 600 °С из бедных кремнезёмом щелочных магм. Месторождения в СССР — в Закавказье, Закарпатье, на Камчатке; за рубежом — в Новой Зеландии, Японии, США, Исландии.

Цеолиты искусственные. Из почти ста искусственных Ц. на практике широкое применение находят три: А — Na [AISiO 4]×(2¸3) H 2O, Х — Na [AISi 1-1,5O 4-5]×3H 2O и Y — Na [AISi 1,5-3O 5-8]×(3¸4) H 2O.

А не имеет природных аналогов, Х и Y близки фожазиту. А, X, Y синтезируют нагреванием до 100 °С либо гелей, образующихся при смешении растворов алюмината натрия и жидкого стекла или золя кремневой кислоты, либо смеси растворов едкого натра с прокалённым каолином. Полученные кристаллы (размером несколько мкм ) подвергают грануляции.

Природные и искусственные Ц. проявляют ионообменные, а после удаления из их полостей молекул воды (при нагревании) адсорбционные свойства, которые в сочетании с жёстким размером входов в полости и каналы придают свойства молекулярных сит и селективных ионообменников. В случаях, когда катионами служат поливалентные катионы, главным образом La, Ce и др. редкоземельные элементы, гидроний или водород, Ц. обнаруживают свойства катализаторов.

Специфика различных Ц. связана с размером входов в полости (они могут быть от 3 до 10 ), объёмом полостей, природой и расположением катионов, химической стойкостью Ц. в различных средах.

Ц. используются для выделения и очистки углеводородов нефти и как катализаторы, а также для очистки, осушки и разделения газов (в т. ч. воздуха), осушки фреонов, извлечения радиоактивных элементов, создания глубокого вакуума и т.д.

Лит.: Жданов С. П., Егорова Е. Н., Химия цеолитов, Л., 1968; Сендеров Э. Э., Хитаров Н. И., Цеолиты, их синтез и условия образования в природе, М., 1970; Брек Д. В., Цеолитовые молекулярные сита, пер. с англ., М., 1976.

Э. Э. Сендеров.

Цеп,простейшее с.-х. орудие для обмолота зерновых культур. Состоит из длинной (до 2 м ) деревянной ручки (держа-лень) и короткого (до 0,8 м ) била (цепинка), соединённых сыромятным ремнем (гуж).

Цепеде'лательный автома'т,поточная линия для изготовления круглозвенных сварных цепей. Состоит из цепевязального, цепесварочного и калибровочного станков-автоматов. Цепь изготовляется из круглой проволоки методом вязки вхолодную (диаметр проволоки до 25 мм ) и с подогревом (диаметр до 38 мм ) , с последующей сваркой стыков. Цепевязальный автомат, обеспечивающий гибку и вязку цепи, имеет механизмы подачи проволоки (через неподвижную отрезную матрицу), реза и гибки на оправке. Цепесварочный автомат осуществляет сварку стыков цепи, которая затем калибруется, испытывается пробной нагрузкой и клеймится на калибровочном автомате.