無機肥料施用過程中,肥料流失率較高是近年來農林業生產中普遍存在的問題,如銨肥的流失率可達30%~50%。一些科學家和研究人員探索了一種能緩解和改善上述矛盾的新介質——天然沸石。天然沸石具有較高的陽離子交換量和小孔吸附性,能將有效的養分元素靠小孔吸附力和陰陽離子的靜電引力緊緊束縛在沸石晶格周圍。正是這樣,養分元素的釋放受到了有效的制約,肥效能長效持久。天然沸石作為基質添加到土壤中,具有明顯改良土壤的功效。

天然沸石本身的結構與特點:Zeolite是一種多孔狀堿金屬和堿土金屬的硅鋁酸鹽礦物,化學式以(Na,K)x,(Mg,Ca)y[Alx+2ySin-(x+2y)O2n]·mH2O表示,它是由硅氧四面體,鋁水四面體[Si,Al]O4所組成的格架構造硅酸鹽。這種結構形成了可為陽離子和水分子占據的大晶穴。這些陽離子和水分子有較大的移動性,可以進行陽離子交換和可逆的脫水。此外沸石的晶體結構中還含有金屬陽離子和水,當加熱使水分從沸石中脫出后,其骨架結構的形狀保持不變,因此沸石也可比喻成”晶體綿”。當沸石的自由孔徑具有某種分子的大小時,便有可能從含有各種不同形狀和體積的分子混合物的進料中,篩分出某種類型的分子。天然沸石的陽離子交換和溶液的pH值,交換溶液的濃度,用量以及陰離子類型等因素有關。在選用熔鹽交換法時,熔鹽溶液的溫度必須低于沸石結構的破壞溫度。除了高硅鋁比的耐酸沸石外,一般的沸石可為強酸,強堿所破壞,故離子交換一般在pH值為4~12的溶液中進行。

沸石資源的分布及開發利用領域:天然沸石來源于火山噴出物,多出產于環太平洋國家,如日本,印度尼西亞等。沸石也是我國資源量大且分布較廣的一類非金屬礦產,產地涉及浙江、河北等省區。我國已發現有大量的絲光沸石和斜發沸石礦床,另外還有方沸石、束沸石、片沸石、鈉沸石等許多品種。由于具有質輕易碎,硬度較低,空隙度高,比表面積大等特點以及良好的離子交換,吸附,催化,耐熱,耐酸,耐輻射性能,已被廣泛應用于石油及化工,環境保護,農牧業,建材工業,輕工業及尖端技術等諸多領域。近年來人們在肥料的生產和施用過程中開始探索合理利用天然沸石,并取得了一些進展。