（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）環(huán)境礦物材料基本性能包括: 礦物表面吸附、孔道過(guò)濾、結構調整、離子交換、化學(xué)活性、物理效應、納米效應及與生物交互作用等, 旨在發(fā)掘、凝煉并新提出繼物理方法和化學(xué)方法之后與有機界生物同效的無(wú)機界礦物天然自?xún)艋δ艿幕A理論與應用方法, 以發(fā)展和完善無(wú)機礦物與有機生物所共同構筑的自然界中存在的天然自?xún)艋到y, 目前在黃鐵礦、錳鉀礦、金紅石、蛭石、蒙脫石、黃鉀鐵礬等天然礦物方面已經(jīng)完成和正在開(kāi)展一系列環(huán)境礦物材料研究工作。
我國雖擁有豐富的電氣石資源, 但除寶石級電氣石外, 占有相當資源比重的非寶石級電氣石礦產(chǎn)資源一直未得到應用, 其工業(yè)開(kāi)發(fā)應用應將有著(zhù)更大的價(jià)值和重要意義。張志湘等人對電氣石具有永久性自發(fā)極化效應, 其極化值不受外界電場(chǎng)影響進(jìn)行了研究。已經(jīng)證實(shí)電氣石顆粒周?chē)嬖陟o電場(chǎng), 而且電氣石顆粒能夠釋放負離子和發(fā)射遠紅外線(xiàn)。利用電氣石的這些性質(zhì), 可將電氣石應用于環(huán)境與健康領(lǐng)域, 如水處理、環(huán)保涂料及健康衣料等。
因此, 電氣石是一種很有前景的天然綠色環(huán)保材料。劉峰等人選用內蒙古赤峰地區天然電氣石為原料, 加工成電氣石超細粉體, 用于對Zn2+ 離子的吸附試驗, 分析總結了電氣石對重金屬的吸附機理。電氣石吸附鋅的最佳試驗條件是, 吸附時(shí)間為30min, 電氣石用量為20 g /L, pH 值等于6. 8, 吸附溫度為35℃時(shí), 對鋅的去除率最高; 電氣石超細粉體對Zn2+ 溶液的pH值的提高和其表面的羥基化作用是對Zn2+ 有極好吸附效果的主要原因。
魏健等人通過(guò)對山東魯西地區電氣石在水處理、電子和聲電材料、醫療保健中專(zhuān)屬性研究及在其它領(lǐng)域中的相關(guān)性研究, 全面闡述了電氣石礦物的物化特性與應用之間的專(zhuān)屬性關(guān)系。利用選礦分離、精細提純、超細加工、表面改性、煅燒等技術(shù)手段, 對礦物進(jìn)行處理, 從而對電氣石進(jìn)行全面技術(shù)評價(jià), 指出重點(diǎn)應用領(lǐng)域和應用方向。
楊勝科等人對海泡石進(jìn)行了試驗研究。結果表明, 海泡石對去除水中的鉛離子具有較好的作用?？梢詫⒑琍b2+ 10mg /L的水凈化至0. 05 mg /L以下, 去除率達到了99% 以上, 海泡石與含Pb2+溶液的作用時(shí)間、海泡石用量、水中Pb2+濃度以及酸度等因素都會(huì )影響Pb2+ 的去除效果。
王瓊等人對蒙脫石的提純、人工鈉化、有機改性及改性蒙脫石在污水處理中的應用進(jìn)行了研究。通過(guò)試驗證明了改性蒙脫石對垃圾滲瀝液的色度去除率可以達到96%, 對COD 的去除率可以達到84% , 且處理方法簡(jiǎn)單有效, 成本低廉。他們指出蒙脫石經(jīng)過(guò)人工鈉化改型, 用有機陽(yáng)離子表面活性劑改性后, 其比表面積、疏水性能都得到很大提高, 充分利用改性蒙脫石其諸多性能進(jìn)一步研究其在環(huán)境化學(xué), 特別是在污水處理方面的應用及在處理環(huán)境土壤中有機污染物, 如苯酚、苯胺、有機農藥的殘留量等方面都有重要意義。
商平等人選用珍珠巖、蛭石等礦物材料與超聲波相結合的方法處理校園生活污水, 分析了溫度、流速、珍珠巖與蛭石的粒徑、質(zhì)量及超聲波作用時(shí)間對污水COD去除率的影響, 測試確定了最佳試驗條件下的吸附時(shí)間和對污水COD的去除率, 污水處理結果達到國家二級排放標準。
泡沫陶瓷具有三維空間網(wǎng)架結構, 形如鋼化的泡沫塑料或瓷化的海綿體, 具有高氣孔率、低容重、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗熱震等特點(diǎn), 特別是材料內部存在大量的連通氣孔和高比表面能的毛細孔, 因而在低流體阻力損失下可保持良好的過(guò)濾吸附性能, 被廣泛地應用于冶金、化工、環(huán)保、能源、生物等各個(gè)部門(mén), 如用作金屬熔體過(guò)濾、高溫煙氣凈化、催化劑載體和化工精過(guò)濾材料等。
李金洪等人以聚氨脂泡沫塑料為前驅體, 以高嶺土、鋁土礦和滑石為原料, 經(jīng)配方和工藝設計, 制備了以堇青石為主晶相的泡沫陶瓷, 制成品密度為0. 310~ 0. 447 g /cm3,氣孔率為81. 7% ~ 87. 6%, 孔徑為0. 2~ 0. 5 mm,平均抗壓強度為0. 98MPa。探討了燒成溫度對材料氣孔率、抗壓強度和吸水率等性能的影響。
天然礦物是一類(lèi)資源豐富、價(jià)格低廉、能源消耗最少、污染少、與環(huán)境協(xié)調性最佳的材料。一些天然礦物還具有凈化環(huán)境和修復環(huán)境的功能, 是理想的環(huán)境材料, 如沸石、硅藻土、海泡石、坡縷石、蒙脫石、麥飯石、膨脹珍珠巖等許多具有選擇性吸附、過(guò)濾性能, 已被廣泛應用于工農業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境污染治理。
以蒙脫石、沸石等層狀、多孔狀礦物研制的抗菌材料已用于日用消費品。鐵的硫化礦物可用于處理重金屬污染物。今后一個(gè)時(shí)期, 具有納米或微米級尺度的多孔結構的礦物材料和用于載體、催化、過(guò)濾媒介的礦物材料以及對已有材料的綠色化改造, 將是環(huán)境礦物材料研制、開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。廢氣、廢水治理、工業(yè)用水凈化、居室凈化等領(lǐng)域將是環(huán)境礦物材料研究和應用的主要領(lǐng)域。
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