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| 非金屬礦物材料在大氣污染治理中的應用進(jìn)展 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-04-08 10:51:06 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）工業(yè)廢氣是我國大氣污染的主要來(lái)源，據資料介紹，我國目前每生產(chǎn)1t水泥熟料要排放1tCO2、0.74kgSO2、130kg粉塵；每生產(chǎn)1t石灰排放1.18tCO2。美國聯(lián)合碳化物公司用人工合成沸石回收SO2，含量由3 500μL/L下降至15～25μL/L，回收率達98%～99%，酸霧下降至3.53mg/m3。我國杭州硫酸廠(chǎng)排放的尾氣中含SO20.2%～0.5%，SO3 0.001 4%～0.003 5%，硫酸霧0.03～0.1g/m3，用改型縉云沸石吸附處理后，SO2僅含20～100μL/L，吸附的SO2解吸后，可回收重新使用。
1、燃煤污染治理
我國大氣污染的顯著(zhù)特征就是煤煙型。煤炭燃燒釋放出煙氣、粉塵、SO2、CO、CO2等一次污染物以及產(chǎn)生硫酸、硫酸鹽類(lèi)等二次污染物。造成酸雨污染，嚴重污染環(huán)境。治理燃煤污染，使用的固硫劑是一些含鈣、鎂、鋁、鐵、硅和鈉的物相，由于在高溫下形成的硫酸鹽易分解，降低了固硫率?？梢酝ㄟ^(guò)研究某些高溫下形成疏松孔道結構的環(huán)境礦物材料作為固硫添加劑，營(yíng)造燃煤內部氧化氣氛，有效地阻止硫酸鹽分解。膨潤土在高溫下失去層間水，形成疏松孔道結構，吸附硫化反應產(chǎn)物硫酸鹽，同時(shí)激活自身層間固硫離子如鈣、鎂等，有利于促進(jìn)固硫反應。
研究表明，蛭石尾礦具有良好的固硫效果，其固硫活性因燃燒溫度而異，在950℃和1 050℃時(shí)，膨脹性能好、活性強。蛭石尾砂在型煤燃燒過(guò)程中膨脹產(chǎn)生的疏松結構，不僅能提高燃煤固硫效率，還能為煤中碳質(zhì)成分的充分燃燒創(chuàng )造條件，降低煤炭因不完全燃燒而形成的碳質(zhì)飛灰，明顯減少煙塵污染。
2、城市空氣治理
城市空氣污染主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣的排放，其中包括NOx、金屬排放物(如Pb等)的排放，隨著(zhù)現代大中城市之無(wú)鉛汽油的使用，由汽車(chē)排放的鉛金屬陽(yáng)離子的危害大為減少，同時(shí)三元催化油的使用使得汽油燃燒的NOx排放量顯著(zhù)減少。以青石為主體的三元催化劑載體得到了廣泛的應用。青石為環(huán)狀結構含鋁硅酸鹽，其四面體中存在著(zhù)[AlO4]對[SiO4]的置換以及配位多面體中金屬陽(yáng)離子的類(lèi)質(zhì)同象置換，活性強，同時(shí)具有極好的高溫熱穩定性。利用低白度滑石研制出新型多微孔陶瓷專(zhuān)用微細粉，對尾氣凈化率達到98%以上，并且使用效果不會(huì )隨時(shí)間下降。
這為根治汽車(chē)尾氣的工作找到了一種良好的方法。由于汽車(chē)排放氣體有害成分主要為NOx，國外近來(lái)利用高溫熱穩定性好同時(shí)吸附能力強的海泡石制作高效汽車(chē)尾氣凈化器，國外用粘土礦物制成汽車(chē)排氣管、過(guò)濾器，主要是充分利用粘土礦物的吸附性。用粘土礦物代替活性炭還可降低卷煙中含有的焦油、自由基、尼古丁等對人體的危害。
3、室內空氣污染治理
現代人平均每天有60%左右的時(shí)間在居室、辦公室等小區域環(huán)境中工作或生活。然而，有研究指出，“繼煤煙型”、“光化學(xué)煙霧型”污染后，現代人正進(jìn)入以室內空氣污染為標志的第三污染時(shí)期。因此，室內空氣污染及治理是當前的熱門(mén)研究課題，也是普通百姓關(guān)注的重要話(huà)題。隨著(zhù)家庭裝飾裝修材料中人工合成高分子材料使用的增多，不僅引起了短時(shí)間的空氣污染，同時(shí)帶來(lái)長(cháng)久的潛在隱患。短期的空氣污染主要表現在甲醛、氨等早期釋放強濃度的危害。甲醛已經(jīng)被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認的變態(tài)反應源，也是潛在的強致突變物之一。當空氣中含量達到30mg/m3時(shí)，可導致人當即死亡。氨是冬季混凝土施工外加劑的釋放物。國家規定居住區的安全氨濃度為小于0.2mg/m3。氨濃度過(guò)高時(shí)，除皮膚腐蝕作用外，還可通過(guò)三叉神經(jīng)末梢的反射作用引起心臟停搏和呼吸停止。氨以氣體形式吸入人肺后，容易通過(guò)肺細胞進(jìn)入血液與血紅蛋白結合，破壞運氧功能。
對于上述的有害物質(zhì)，以沸石、坡縷石、海泡石、膨潤土、累托石等粘土礦物為載體的載銀無(wú)機抗菌劑可以起到良好的作用效果。目前開(kāi)發(fā)的以多孔結構粘土礦物為載體的無(wú)機抗菌劑已成功應用于室內空氣凈化，并對病菌及其分泌物毒素均有較強的殺滅和降解作用。
中國礦業(yè)大學(xué)(北京)研發(fā)的硅藻精土/納米二氧化鈦復合型室內空氣污染治理材料，以平均孔徑幾十納米、分布規則的天然硅藻土為載體負載適量的光催化組分納米二氧化鈦；由于硅藻土顆粒的天然納米孔較大，分布規則且貫通，因此適量負載納米二氧化鈦后，孔道變小但未被完全遮蓋，仍可貫通光線(xiàn)，因此，在太陽(yáng)光和日光燈下也有較好的光催化作用。經(jīng)中國建筑材料環(huán)境監測中心監測，硅藻土負載納米二氧化鈦復合材料對甲醛的降解性能優(yōu)良，24h的甲醛去除率可達到80%。北京市建筑材料科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的以纖維狀坡縷石、海泡石、沸石制作的環(huán)保型特種多功能紙不僅具有難燃、阻燃效果，而且能有效地吸附室內空氣中的氮氧化物和有害極性氣體。
非金屬礦物環(huán)境材料是環(huán)境保護和環(huán)境治理事業(yè)的重要物質(zhì)支撐。我國非金屬礦品種多，資源豐富，這就為開(kāi)發(fā)非金屬礦物環(huán)境材料開(kāi)辟了廣闊的前景。
(1) 非金屬礦物環(huán)境材料有巨大的市場(chǎng)。我國加強水污染防治、推進(jìn)大氣污染防治和防治固體廢物污染，必然需要大量的非金屬礦物環(huán)境治理材料，非金屬礦物環(huán)境材料的無(wú)限商機就在環(huán)境保護領(lǐng)域。非金屬礦工業(yè)應加快開(kāi)發(fā)生產(chǎn)適用性廣的非金屬礦物環(huán)境材料，一方面可以滿(mǎn)足我國環(huán)境治理的需要，另一方面，也可以促進(jìn)非金屬礦工業(yè)發(fā)展，使非金屬礦物環(huán)境材料成為我國環(huán)境保護事業(yè)的物質(zhì)支撐。
(2) 加強非金屬礦物環(huán)境材料的應用研究。非金屬礦的所有工業(yè)應用都是利用非金屬礦物賦有的特殊性質(zhì)，加強對非金屬礦物的深入研究，是開(kāi)發(fā)更好更適用的非金屬礦物環(huán)境材料的基本保障。我國非金屬礦品種多，資源比較豐富，具有規?；_(kāi)發(fā)非金屬礦物環(huán)境材料的物質(zhì)基礎。加大研究力度，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，擴大非金屬礦物環(huán)境材料的應用領(lǐng)域是開(kāi)發(fā)高質(zhì)量非金屬礦物環(huán)境材料的關(guān)鍵。
(3) 縮短研究成果轉為商業(yè)化生產(chǎn)的周期。經(jīng)過(guò)我國科研人員的努力探索，我國非金屬礦物環(huán)境材料研究開(kāi)發(fā)取得了許多科研成果，這些成果大部分分布在研究單位和高等院校，大部分成果轉為實(shí)際應用的周期較長(cháng)。而我國大部分非金屬礦企業(yè)沒(méi)有可靠、暢通的途徑取得非金屬礦加工技術(shù)，因此，必須將研究成果從“紙上”搬到“地上”，加快科研成果產(chǎn)業(yè)化轉化，促進(jìn)我國非金屬礦物環(huán)境材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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