专家:凹凸棒土不能再成为下一个稀土

2009年11月09日 8:51 12228次浏览 来源:   分类: 重点新闻

  有“万土之王”美誉
  1862年,俄国学者隆夫钦科夫首次在乌拉尔地区发现了一种层链状结构的粘土矿物,并将其命名为“坡缕石”。1931年在美国佐治亚州的奥特堡地区(Attapulgus)和法国的莫尔摩隆地区的漂白土中也发现了该种矿物,并由第拉白连特1935年采用Attapulgite之名。
  在1976年的矿物普查中,中国学者许冀泉等在江苏省六合县竹镇小盘山发现该矿,许冀泉根据奥特堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征,将其译名为“凹凸棒石”,近年来在国内传用;1982年江苏盱眙县雍小山等发现凹凸棒石粘土矿,经江苏地勘部门勘查评价,为大型矿床规模;之后相继在全国14个省区也发现凹凸棒石粘土矿点。
  凹凸棒石粘土矿在全球有不少矿点,但具有工业开采意义的矿床比例不大,仅限于美国、中国、俄罗斯、尼日尔等少数几个国家。据不完全统计,世界探明可用储量1亿多吨。而盱眙地区的矿石品位高、储量大,优质的凹凸棒石已探明储量在6700万吨以上,占全国的74%和全球的50%。而当地含膨润土等有用粘土的凹凸棒石粘土总量达9亿多吨。
  作为一种重要的稀缺性非金属矿产资源,凹凸棒石粘土(别称凹土)具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能,在机械、军工、农牧业、建材、化工、石油、冶金、食品等几十个领域有着广泛用途,有“万土之王”、“千用之土”等美誉。
  江苏省凹土行业协会常务秘书长郑茂松说,研究和实践表明,凹凸棒石粘土具有广泛的用途。例如,市面上出售的色拉油,在生产中,要在原油中加入凹土,过滤掉黄曲霉素等有害成分和杂质;医院在制氧中,需要加入凹土,吸附氮氧分离时产生的水汽;在高档宾馆的中空窗户四边,要填上凹土,窗户不会因为内外温差而起雾;在石油钻探中,填充了凹土的输油管道像血液一样循环往复,让原油不会“心肌梗死”;凹土甚至被用进了面膜、洗发水、牙膏……加入了凹土的面膜,很快的让人产生“拉皮”的感觉;加入了凹土的洗发水,泡沫极其细腻极易清洗;加入了凹土的牙膏,不像现在加滑石粉的牙膏,会给牙釉质带来伤害。等等。


  珍贵的“天然纳米”材料
  郑茂松说,凹凸棒石粘土矿为土块状结构,颜色为灰白、青灰、浅黄和浅绿。油脂光泽,比重轻,摩氏硬度2-3级,潮湿时呈粘性和可塑性,干燥收缩小,且不产生龟裂,吸水性强,可达到150%以上,PH=8.5左右,由于内部多孔道,比表面积大,可达350M2/G以上,大部分的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中,而它的电化学性能稳定。放大4万倍的凹凸棒石晶体形态呈棒状和纤维状,其长0.5-5微米,宽0.05-0.15微米,为2:1型粘土矿物,即两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体。
  凹凸棒石粘土矿具有纳米材料的属性,是具有纳米通道结构的天然纳米结构矿物材料,由于它们具有非常大的比表面积和一定的离子交换性,因此广泛用作干燥剂、防潮珠、吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体等。科研人员现已制得高纯度99.5%以上的纳米凹凸棒石,其直径20-20纳米,长0.5-1.5微米。


  市场前景广阔
  作为一种重要的稀缺性非金属矿产资源,凹土在机械、化工、农牧业、建材、石油、冶金、食品等几十个领域有着广泛用途。
  凹凸棒石粘土的应用前景有多广阔呢?形象地说,例如,在脱色市场上,目前世界植物油年产量6000多万吨,使用的脱色土产量50万吨左右。在欧洲吸附市场上,每年需宠物垫料95万吨、地板吸附20万吨、动物饲料30万吨、过滤净化脱色10万吨、农药10万吨、造纸5万吨、制药几千吨、其他10万吨。主要市场包括德国、法国、英国、北爱尔兰、意大利、比利时、瑞士、瑞典、西班牙、奥地利等,每年共需200余万吨左右。在美国吸附剂市场需260万吨、宠物垫料180万吨、油和油脂方面80万吨。美国现有6000多万只猫和狗,一只猫每年需200公斤垫料。而我国目前的凹凸棒石粘土产品仅30万吨左右。
  同时,研究人员还提供了美好的设想,部分产品已得到了成功的应用。例如,凹土有很强的吸水性,一般为25%,加之热稳定性,适于配制深钻井泥浆;由其配制的悬浮体经搅拌后,纤维相互交叉、淀积,形成“乱稻草堆状”网架结构,是其保持悬浮体稳定的决定因素,即悬浮体的流变特征取决于纤维结构的机械参数而不取决于颗粒的静电引力;它又有良好抗盐稳定性,用其配制钻井泥浆用于海洋钻井和钻高压盐水层有很好的悬浮性能,广泛应用于石油领域。
  专家认为,从医疗的角度来看,凹土具有灭菌、除臭、去毒、杀虫性的功能。如用于腹泻,是用其吸附肠胃中的毒菌;凹土细小针状颗粒对昆虫表面磨蚀及对昆虫类脂化合物吸附,导致昆虫快速死亡,以及军工用于防护装置吸附毒气,吸除动、植物油色素、黄曲霉素及臭味等。在酿造工业中,用凹土来澄清葡萄酒、苹果酒、啤酒等酒类制品,可以除去酒中的各种残渣杂质,使酒质纯净。
  从化工的角度看,凹土具有表面活性中心,除吸附外,还有催化作用。凹土可用作乙醇转化为乙烯的催化剂,也可作为催化剂载体。同时,加工后的凹凸棒石粘土制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂,可取代活性炭。
  无论是在吸附过程中,还是在污水处理中,凹凸棒石粘土都可以再生,它耗能少,对环境保护非常有利。因此,凹土在污水处理中的应用对保护生态环境、保证人类的健康,是非常必要的,且用量大范围广,符合社会发展人民生活水平提高的需要。

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责任编辑:仁可

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