【光明日報】點石成金話凹土
【科普小博士】
作者：柯濟
近年來，稀土已經(jīng)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(jié)構(gòu)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(qū)發(fā)現(xiàn)了這種礦產(chǎn)。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(zhì)，在農(nóng)牧業(yè)、建材、石油、冶金、食品，化妝品等10多個領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。比如，在生產(chǎn)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(zhì)。再比如，醫(yī)院在制氧中，需要加入凹土，吸附氮氧分離時產(chǎn)生的水汽。
中科院盱眙凹土應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)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(jù)全球儲量的半壁江山，但我們并沒有因此得到相應(yīng)的收益——到2010年底，江蘇盱眙凹凸棒石產(chǎn)值還不到4億元。
究其原因，中國科學院盱眙凹土應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)沒有取得突破，二是缺少凹凸棒石創(chuàng)新研發(fā)團隊的技術(shù)支撐，三是缺少公共測試和服務(wù)平臺。
科學發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。2010年6月，中國科學院與盱眙縣人民政府聯(lián)合共建了“中國科學院盱眙凹土應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)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(shù)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(huán)保部南京環(huán)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(jù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的世界性難題。“我們團隊歷時5年，在處理工藝對凹凸棒石微觀結(jié)構(gòu)影響和棒晶損傷研究積累基礎(chǔ)上，發(fā)展了對輥處理-制漿提純-高壓均質(zhì)-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(xiàn)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。”王愛勤介紹，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)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(dǎo)電材料等高值化利用產(chǎn)品，并成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
如今，通過構(gòu)建平臺、突破技術(shù)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)，盱眙凹凸棒石產(chǎn)值已經(jīng)增長到2016年的20億元。科學家們的研究仍在繼續(xù)，用科技將凹凸棒石“點石成金”。
《光明日報》（ 2017年03月30日 13版）
