摘要: 凹凸棒作为天然纳米材料,虽然具备良好的优势,应用前景广阔。想要做大、做强、做好凹土产业,须迈过“市场坎“和”技术坎“,提高产品附加值,变幻出熠熠生辉种种优秀产品,拓宽凹土应用领域,形成真正的凹土产业链,彰显凹土王者风范!

凹凸棒石粘土简称凹土,是一种层链状过渡结构的含水镁铝硅酸盐矿物,是一种稀有非金属矿物原料。凹凸棒石粘土矿为土块状结构,产于沉积岩和风化岩中,颜色为灰白、青灰、浅黄和浅绿。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。在我国江苏、安徽、甘肃等地储量丰富。其中江苏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%。

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凹凸棒石粘土土质细腻,油脂光泽,质轻、性脆,断口呈贝状或参差状,干燥后收缩小,不显裂纹,吸水性强;具有纳米通道结构的天然纳米结构,拥有非常大的比表面积和一定的离子交换性,是理想的高分子材料的补强材料。因此用途非常广泛,被称为“千土之王”。

一、   凹凸棒石粘土具体应用

凹凸棒石粘土是一种自然界比较稀少、性能独特、用途广泛的非金属矿产。之所以能被称为“千种用土、万土之王”,是因为凹凸棒石粘土具有独特的吸附、脱色、悬浮、触变、胶体、充填、流变性、热稳定性和抗盐性等物化性能。在石油、化工、医药、建材、塑料等行业领域具有十分广泛的应用。具体应用如下:

应用领域

主要用途

农牧业

土壤改良,生态肥料、粘结剂、着色剂,种子包衣剂;动物饲料的添加料、粘合剂、载体,提高饲料利用率;水产饲料的添加料、粘合剂,净化水质;消毒去味,净化环境,防病治病

化工

催化剂载体,用于去除石油中的水份、硫等杂质的吸附剂;杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、植物生长调节剂的载体等;橡胶和塑料的填料、改良剂、鞣革、不可食用油脂的脱色和净化;分子筛干燥剂、过滤剂、洗涤剂等日用化工助剂、添加剂

石油

钻井泥浆材料、深海钻井、内陆含盐地层石油钻井和地热钻井的优质泥浆原料、堵漏剂;石油、油脂、石脂、石腊油、煤油等的脱色和净化、石油裂化的催化剂载体沥青的稳定剂、润滑油(脂)的稠化剂

冶金

铸造涂料、电焊条皮、增强型砂强度的粘合剂,表面稳定剂、水煤浆悬浮剂

食品

动物油的脱色和净化、植物油的脱色和净化、葡萄酒和果汁啤酒的澄清稳定处理、糖化处理,糖汁净化、脱色、食品添加剂

纺织印染

填充、漂白,抗静电涂层,代替淀粉上浆,代替海藻酸钠做印花糊料,制纱的纳米功能材料。

环保

处理工业废水液,空气的净化,冰箱除味,地板清洁、水的净化,防沙治沙食品工业废料处理、放射性废料的处理吸附剂,防辐射

建材工业

新型墙体材料,高镁耐火材料的耐高温涂层、泥浆槽的悬浮液、土层稳定剂、混凝土的增塑剂和添加剂,颜料、涂料油漆悬浮剂,水泥的混合材料,水下混凝土的外加剂,地下工程防渗漏

造纸

复写纸的染色剂、颜料填料压敏复写纸、印刷纸、复写接受纸、活性染料印刷基板,成色影像复合材料、油墨、纸张填料

陶瓷工业

增塑剂,提高陶瓷坯体的抗压强度、釉料及搪瓷

医药及化妆品

药物的吸着剂、药膏、药丸的悬浮剂粘结剂、化妆品的底料、缓释放香剂、蚊香粘结填充剂、附着剂

机械工业

高温润滑剂、清洁剂、去污剂、干燥剂、防腐剂等

二、   我国凹凸棒石粘土应用前景展望

1.市场发展趋势

随着生产发展的需要,新的应用要求不断出现,其应用范围也将进一步拓宽。尤其是高附加值产品亟待深开发。

高新技术和新材料产业与非金属矿物原料和矿物材料密切相关,而传统产业也将引入新技术和使用新材料,进行技术革新与产业升级。而这些技术进步和新产业升级与非金属矿深加工产品密切相关。

以凹凸棒石粘土为代表的非金属矿具有吸附有害及各种有机和无机污染物的功能,且产品具有原料易得、单位处理成本低、本身不产生二次污染等优点。凹凸棒石粘土产品未来应用不仅限于化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业,更重要的是进入以信息、生物、航空航天、海洋开发、新材料和新能源为代表的高技术产业当中。

2.应用技术开发趋势

凹凸棒石粘土的市场机遇为其应用技术开发提出了更高的要求,这主要表现在产品纯度、粒度及其分布特性、颗粒形状、表面和界面性质、功能性等方面。同时要满足国家资源的综合利用和环境保护的要求。这无疑是对技术的考验。

一方面,加强表面改性技术研究。凹凸棒土表面改性的目的在于改善粒子在聚合物中的分散性质或者改进粒子对聚合物的结合性能。通过改性后的凹凸棒,可替代炭黑、白炭黑、轻钙、木质素等填充剂,降低高分子材料的原料成本;可作为补(增)强剂,提高高分子材料的力学性能(抗张、挠曲、拉伸、抗撕裂等);能够改善高分子材料的加工性能;能够通过机械力分散至纳米级,在高分子材料中达到纳米级分散,特别对于原料是液体的高分子材料的原位复合,效果更好。因此,研究和开发凹凸棒土粉末的表面处理具有十分重要的意义。

另一方面,提高吸附应用技术。不同的化学处理方法处理的吸附剂能够靶向吸附重金属离子,而凹土改性后得吸附剂,具有吸附效率高、平衡时间短、吸附剂可重复使用等优点,但在各类验证试验中发现,吸附剂在再生过程中需用到大量的酸进行淋洗,势必造成酸的浪费和二次污染,也存在再生成本高的问题,因此选择合适的再生方法和再生试剂是一个关键问题。

三、小结

凹凸棒作为天然纳米材料,虽然具备良好的优势,应用前景广阔。想要做大、做强、做好凹土产业,须迈过“市场坎“和”技术坎“,提高产品附加值,变幻出熠熠生辉种种优秀产品,拓宽凹土应用领域,形成真正的凹土产业链,彰显凹土王者风范!


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