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【光明日報】點石成金話凹土
2021-01-28 10:17

  【科普小博士】


  作者:柯濟


  近年來,稀土已經廣為人知,但你知道凹土嗎?


  凹土,學名“凹凸棒石”,是一種具有棒狀晶體結構的含水富鎂的鋁硅酸鹽礦物。1862年,俄國學者隆夫欽科夫首次在烏拉爾地區發現了這種礦產。它是一種天然的一維納米材料,有許多特殊的物理化學性質,在農牧業、建材、石油、冶金、食品,化妝品等10多個領域有著廣泛應用。比如,在生產色拉油的過程中,要在原油中加入凹土,過濾掉黃曲霉素等有害成分和雜質。再比如,醫院在制氧中,需要加入凹土,吸附氮氧分離時產生的水汽。


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  中科院盱眙凹土應用技術研發與產業化中心的科研人員正在做實驗。光明圖片


  我國凹凸棒石的主要成礦地在江蘇盱眙,其已探明儲量占全國總量的74%、世界總量的48%。盡管我國凹凸棒石儲量占據全球儲量的半壁江山,但我們并沒有因此得到相應的收益——到2010年底,江蘇盱眙凹凸棒石產值還不到4億元。


  究其原因,中國科學院盱眙凹土應用技術研發與產業化中心主任、中國科學院蘭州化學物理研究所研究員王愛勤認為,一是制約產業發展的關鍵共性技術沒有取得突破,二是缺少凹凸棒石創新研發團隊的技術支撐,三是缺少公共測試和服務平臺。


  科學發現和技術創新是產業發展的基石。2010年6月,中國科學院與盱眙縣人民政府聯合共建了“中國科學院盱眙凹土應用技術研發與產業化中心”,先后引進中國科學院蘭州化學物理研究所、中國科學院寧波材料技術與工程研究所、中國科學院廣州能源研究所以及常州大學、環保部南京環境科學研究所等單位,著力解決如何高值利用凹凸棒石資源的難題。


  據王愛勤介紹,凹凸棒石棒晶間較強的氫鍵和靜電作用力,使天然形成的凹凸棒石棒晶大多以鳥巢狀或柴垛狀聚集,成為制約產業發展的世界性難題?!拔覀儓F隊歷時5年,在處理工藝對凹凸棒石微觀結構影響和棒晶損傷研究積累基礎上,發展了對輥處理-制漿提純-高壓均質-乙醇交換一體化工藝,在保持凹凸棒石固有長徑比前提下,成功實現了棒晶束的高效解離,棒晶達到納米級分散,同時還解決了干燥過程中納米棒晶的二次團聚問題?!蓖鯋矍诮榻B,在此基礎上,開發了凹凸棒石納米無機凝膠、凹凸棒石油品高效脫色劑和凹凸棒石納米導電材料等高值化利用產品,并成功實現產業化應用。


  如今,通過構建平臺、突破技術、服務產業,盱眙凹凸棒石產值已經增長到2016年的20億元??茖W家們的研究仍在繼續,用科技將凹凸棒石“點石成金”。


  《光明日報》( 2017年03月30日 13版) 


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