專家：凹凸棒土不能再成為下一個稀土
2009年11月09日 8:51 12665次瀏覽 來源： 經濟參考報 分類： 重點新聞
有“萬土之王”美譽
1862年,俄國學者隆夫欽科夫首次在烏拉爾地區(qū)發(fā)現了一種層鏈狀結構的粘土礦物,并將其命名為“坡縷石”。1931年在美國佐治亞州的奧特堡地區(qū)(Attapulgus)和法國的莫爾摩隆地區(qū)的漂白土中也發(fā)現了該種礦物,并由第拉白連特1935年采用Attapulgite之名。
在1976年的礦物普查中,中國學者許冀泉等在江蘇省六合縣竹鎮(zhèn)小盤山發(fā)現該礦,許冀泉根據奧特堡之音同時兼顧該礦的晶體結構特征,將其譯名為“凹凸棒石”,近年來在國內傳用;1982年江蘇盱眙縣雍小山等發(fā)現凹凸棒石粘土礦,經江蘇地勘部門勘查評價,為大型礦床規(guī)模;之后相繼在全國14個省區(qū)也發(fā)現凹凸棒石粘土礦點。
凹凸棒石粘土礦在全球有不少礦點,但具有工業(yè)開采意義的礦床比例不大,僅限于美國、中國、俄羅斯、尼日爾等少數幾個國家。據不完全統(tǒng)計,世界探明可用儲量1億多噸。而盱眙地區(qū)的礦石品位高、儲量大,優(yōu)質的凹凸棒石已探明儲量在6700萬噸以上,占全國的74%和全球的50%。而當地含膨潤土等有用粘土的凹凸棒石粘土總量達9億多噸。
作為一種重要的稀缺性非金屬礦產資源,凹凸棒石粘土(別稱凹土)具有特殊的纖維結構、不同尋常的膠體和吸附性能,在機械、軍工、農牧業(yè)、建材、化工、石油、冶金、食品等幾十個領域有著廣泛用途,有“萬土之王”、“千用之土”等美譽。
江蘇省凹土行業(yè)協(xié)會常務秘書長鄭茂松說,研究和實踐表明,凹凸棒石粘土具有廣泛的用途。例如,市面上出售的色拉油,在生產中,要在原油中加入凹土,過濾掉黃曲霉素等有害成分和雜質;醫(yī)院在制氧中,需要加入凹土,吸附氮氧分離時產生的水汽;在高檔賓館的中空窗戶四邊,要填上凹土,窗戶不會因為內外溫差而起霧;在石油鉆探中,填充了凹土的輸油管道像血液一樣循環(huán)往復,讓原油不會“心肌梗死”;凹土甚至被用進了面膜、洗發(fā)水、牙膏……加入了凹土的面膜,很快的讓人產生“拉皮”的感覺;加入了凹土的洗發(fā)水,泡沫極其細膩極易清洗;加入了凹土的牙膏,不像現在加滑石粉的牙膏,會給牙釉質帶來傷害。等等。
珍貴的“天然納米”材料
鄭茂松說,凹凸棒石粘土礦為土塊狀結構,顏色為灰白、青灰、淺黃和淺綠。油脂光澤,比重輕,摩氏硬度2-3級,潮濕時呈粘性和可塑性,干燥收縮小,且不產生龜裂,吸水性強,可達到150%以上,PH=8.5左右,由于內部多孔道,比表面積大,可達350M2/G以上,大部分的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中,而它的電化學性能穩(wěn)定。放大4萬倍的凹凸棒石晶體形態(tài)呈棒狀和纖維狀,其長0.5-5微米,寬0.05-0.15微米,為2:1型粘土礦物,即兩層硅氧四面體夾一層鋁氧八面體。
凹凸棒石粘土礦具有納米材料的屬性,是具有納米通道結構的天然納米結構礦物材料,由于它們具有非常大的比表面積和一定的離子交換性,因此廣泛用作干燥劑、防潮珠、吸附劑、催化劑載體和抗菌劑載體等。科研人員現已制得高純度99.5%以上的納米凹凸棒石,其直徑20-20納米,長0.5-1.5微米。
市場前景廣闊
作為一種重要的稀缺性非金屬礦產資源,凹土在機械、化工、農牧業(yè)、建材、石油、冶金、食品等幾十個領域有著廣泛用途。
凹凸棒石粘土的應用前景有多廣闊呢？形象地說,例如,在脫色市場上,目前世界植物油年產量6000多萬噸,使用的脫色土產量50萬噸左右。在歐洲吸附市場上,每年需寵物墊料95萬噸、地板吸附20萬噸、動物飼料30萬噸、過濾凈化脫色10萬噸、農藥10萬噸、造紙5萬噸、制藥幾千噸、其他10萬噸。主要市場包括德國、法國、英國、北愛爾蘭、意大利、比利時、瑞士、瑞典、西班牙、奧地利等,每年共需200余萬噸左右。在美國吸附劑市場需260萬噸、寵物墊料180萬噸、油和油脂方面80萬噸。美國現有6000多萬只貓和狗,一只貓每年需200公斤墊料。而我國目前的凹凸棒石粘土產品僅30萬噸左右。
同時,研究人員還提供了美好的設想,部分產品已得到了成功的應用。例如,凹土有很強的吸水性,一般為25%,加之熱穩(wěn)定性,適于配制深鉆井泥漿;由其配制的懸浮體經攪拌后,纖維相互交叉、淀積,形成“亂稻草堆狀”網架結構,是其保持懸浮體穩(wěn)定的決定因素,即懸浮體的流變特征取決于纖維結構的機械參數而不取決于顆粒的靜電引力;它又有良好抗鹽穩(wěn)定性,用其配制鉆井泥漿用于海洋鉆井和鉆高壓鹽水層有很好的懸浮性能,廣泛應用于石油領域。
專家認為,從醫(yī)療的角度來看,凹土具有滅菌、除臭、去毒、殺蟲性的功能。如用于腹瀉,是用其吸附腸胃中的毒菌;凹土細小針狀顆粒對昆蟲表面磨蝕及對昆蟲類脂化合物吸附,導致昆蟲快速死亡,以及軍工用于防護裝置吸附毒氣,吸除動、植物油色素、黃曲霉素及臭味等。在釀造工業(yè)中,用凹土來澄清葡萄酒、蘋果酒、啤酒等酒類制品,可以除去酒中的各種殘渣雜質,使酒質純凈。
從化工的角度看,凹土具有表面活性中心,除吸附外,還有催化作用。凹土可用作乙醇轉化為乙烯的催化劑,也可作為催化劑載體。同時,加工后的凹凸棒石粘土制品是較為理想的吸附劑、食品加工助劑和食品添加劑,可取代活性炭。
無論是在吸附過程中,還是在污水處理中,凹凸棒石粘土都可以再生,它耗能少,對環(huán)境保護非常有利。因此,凹土在污水處理中的應用對保護生態(tài)環(huán)境、保證人類的健康,是非常必要的,且用量大范圍廣,符合社會發(fā)展人民生活水平提高的需要。
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責任編輯：仁可
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