(中國粉體技術網/班建偉)環境礦物材料基本性能包括: 礦物表面吸附、孔道過濾、結構調整、離子交換、化學活性、物理效應、納米效應及與生物交互作用等, 旨在發掘、凝煉并新提出繼物理方法和化學方法之后與有機界生物同效的無機界礦物天然自凈化功能的基礎理論與應用方法, 以發展和完善無機礦物與有機生物所共同構筑的自然界中存在的天然自凈化系統, 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完成和正在開展一系列環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資源一直未得到應用, 其工業開發應用應將有著更大的價值和重要意義。張志湘等人對電氣石具有永久性自發極化效應, 其極化值不受外界電場影響進行了研究。已經證實電氣石顆粒周圍存在靜電場, 而且電氣石顆粒能夠釋放負離子和發射遠紅外線。利用電氣石的這些性質, 可將電氣石應用于環境與健康領域, 如水處理、環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, 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、醫療保健中專屬性研究及在其它領域中的相關性研究, 全面闡述了電氣石礦物的物化特性與應用之間的專屬性關系。利用選礦分離、精細提純、超細加工、表面改性、煅燒等技術手段, 對礦物進行處理, 從而對電氣石進行全面技術評價, 指出重點應用領域和應用方向。
楊勝科等人對海泡石進行了試驗研究。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+溶液的作用時間、海泡石用量、水中Pb2+濃度以及酸度等因素都會影響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行了研究。通過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% , 且處理方法簡單有效, 成本低廉。他們指出蒙脫石經過人工鈉化改型, 用有機陽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一步研究其在環境化學, 特別是在污水處理方面的應用及在處理環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、質量及超聲波作用時間對污水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、耐化學腐蝕、抗熱震等特點, 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濾吸附性能, 被廣泛地應用于冶金、化工、環保、能源、生物等各個部門, 如用作金屬熔體過濾、高溫煙氣凈化、催化劑載體和化工精過濾材料等。
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。
天然礦物是一類資源豐富、價格低廉、能源消耗最少、污染少、與環境協調性最佳的材料。一些天然礦物還具有凈化環境和修復環境的功能, 是理想的環境材料, 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、過濾性能, 已被廣泛應用于工農業生產和環境污染治理。
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。今后一個時期, 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、過濾媒介的礦物材料以及對已有材料的綠色化改造, 將是環境礦物材料研制、開發的重點。廢氣、廢水治理、工業用水凈化、居室凈化等領域將是環境礦物材料研究和應用的主要領域。
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