非金属环保材料前景灿烂


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  目前,我国正处于社会经济、现代化工业高速发展阶段,也面临着许多西方发达国家曾遇到的环境污染问题,诸如生态环境严重透支、水土流失、土地荒漠化、“三废污染”造成生物多样性锐减等,严重制约了我国经济建设的可持续发展。

  众所周知,大自然具有天然自净化功能,使得人和地球能相互依存。过去在认识、研究、开发和利用天然自净化作用时,重点放在有机生物对各类污染物的净化功能上,忽略了对天然矿物净化功能的研究,环境矿物学和环境矿物材料的产生弥补了这方面的不足。环境矿物材料是环境矿物学的重要内容之一,而非金属矿是地球矿物组成中的重要组成部分,所占比例远远超过金属类矿物,如何充分利用非金属矿的环境属性,
正成为环境矿物学和环境科学的重点研究方面和学科生长点。

  非金属矿在环保领域的应用

  目前,自然界已发现的非金属矿种类达1500多种,已被开发的仅200多种,应用于环保领域的有近50种。其中有天然非金属矿产品,也有非金属矿深加工产品和制品。完成了部分具有独特物化性能的非金属矿物材料治理水体、大气及固体污染物的应用开发,在治理应用方面也取得了一些突破。例如:①利用硅灰石、长石、透辉石、霞石、正长岩、玄武岩等生产节能型生态建材;②利用具有体轻、导热系数小、耐高温、吸音等特点的沸石、硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石、浮石、海泡石等非金属矿生产安全健康型生态建材;③利用具有吸附和药用功能的沸石、硅藻土、滑石、石膏、方解石、高岭土、蛇纹石、麦饭石等生产保健型生态建材;5利用具有孔状结构的坡缕石和海泡石来处理有机废水;⑤利用具有片状结构、良好的交换性和强吸附性的蛭石,作土壤改良剂和金属废水的处理介质;⑥利用比表面积大,离子交换性高及吸附性能优良的蒙脱石、凹凸棒土、沸石等来处理生活废水、工业废水,去除废水中的重金属离子有机污染物及磷酸根离子等。特别要指出的是:水体中的重金属污染是困扰人类社会多年的公害。水体中的重金属离子可进入水生物体内,再通过食物链进入人体。大部分重金属离子是致癌、致畸的有毒物质。⑦利用比表面积大、吸附性强的膨润土、海泡石、坡缕石、高岭土等作为吸附过滤材料,处理臭气、毒气之类的有害气体;⑧利用经表面改性的粘土矿物处理固体垃圾,并防止了二次污染;⑨利用膨胀石墨治理大气污染和海洋油类污染。另外,天然沸石、海泡石、蒙脱石、坡缕石等,在国防工业、核工业、航天工业中防毒、防辐射等方面也有很好的应用。

  与其它环保材料相比,非金属矿在环保领域中的应用具有以下几个特点:①应用范围广,除了“三废”处理外,还适用于高科技发展产生的新污染,如光辐射、各种射线辐射、微波、电磁场、低频噪音等;②非金属矿是自然界天然无机矿产,具有与天然环境的共生性和协调性,既能治理污染,又能恢复环境、回归自然;③绝大部分非金属矿在环保中的应用都能循环利用,不产生二次污染,治污成本低;5非金属矿具有天然自净化功能,在一般性环保技术不能解决的非点源区域性污染问题方面能发挥独特的作用,即非金属矿环境属性的地质技术特性,这是物理化学、生物治污方法所不能比拟的。

  非金属矿环保材料的发展前景及建议

  面对新形势、新挑战和新发展机会,非金属矿工业在环保领域的应用开发建议做好以下几项工作:①要强化对非金属矿环境矿物学和非金属矿环保材料学的深刻认识,对已开发利用的非金属矿物的环保属性作进一步研究,发展非金属矿用于环境污染治理与环境修复的新技术,以指导非金属矿环保材料的开发与应用;②非金属矿品种很多,但成熟地应用于环保的品种还不多,应不断地开发新矿种和新非金属矿环保产品,如屏蔽紫外线、抗辐射功能的绢云母;吸收X-射线功能的天青石;屏蔽和反射核辐射功能的石墨;吸收放射线、净化空气功能的伊利石等。应集中力量在部分矿种、重点领域寻求突破,应有所规划,明确重点和方向,以原国家经贸委确定的“十五”重点非金属矿发展技术之一:“非金属矿粘土矿物用于环保领域的产品生产技术与装备”为实施目标。苏州中材非金属矿工业设计研究院及“中心”五年前就开始着手研究非金属矿在环保领域的应用技术开发,2002年,承担的国家“863”计划课题“固沙植被用新材料与低成本制备技术”正在开发中。另外,该院利用改性粘土处理印染污水、工业废水、固体废弃物等项目,也获得了国家科技部的重视和支持,现已筹备建立环境矿物材料实验室,有些已得到产业化的应用;③非金属矿与其它行业联合,共同研究开发非金属矿在环保领域的应用,使得社会发展能适应环境而非改造环境;5各大学、科研院所对非金属矿物材料应用于环保研究都做了大量的工作,建议“中非协会”召开一次非矿环保材料会议;尽快组建非金属矿物环境材料专委会,促进已有科研院所和生产、应用企业的交流,以及与其他相关应用行业及国家环保管理部门的沟通,争取将其列为国家鼓励与扶持的产业并获得政策支持。

  总之,随着非金属矿深加工技术的发展,对非金属矿环境属性等方面研究的不断深入,非金属矿在环保领域的开发应用会越来越广泛。相信在今后10年内,非金属矿在环保领域中的应用必将保持快速增长,预计年均增长率在15%左右。非金属矿环保材料也将成为非金属矿工业新的热点。但要形成非金属矿物环保材料产业,还存在许多问题,需要大家的共同努力。
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