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如何点“石”成“金”——中科院专家解密“凹凸棒石”

2019/8/18 20:03:19 我要评论

  江苏盱眙3月22日电 题:如何点“石”成“金”—中科院专家解密“凹凸棒石”

  记者 张素

  “点石成金”的传说在现实中上演。记者22日随中国科学院科学传播局中央记者江苏行来到江苏盱眙,在中国科学院盱眙凹土应用技术与产业化中心,听科学家解析点“石”成“金”。

  “石”占领先地位

  1862年,俄国学者最先发现凹凸棒石。1976年,中国科学家在江苏六合地区发现土状凹凸棒石黏土大型矿床。

  科学家解释,凹凸棒石晶体形态呈棒状,棒晶长1至5微米,宽20至70纳米,是天然纳米结构矿物材料。

  科学家们发现盱眙凹凸棒石最具工业化开发价值,储量也最多——凹凸棒石黏土矿达8.89亿吨,已详细勘探资源为世界的48%、国内总量的74%。

  “美国从1931年开始开发利用凹凸棒石,但他们的资源已枯竭了,我们的资源还处于领先地位。”中国科学院盱眙凹土应用技术与产业化中心副主任郑茂松说。

  中科院盱眙凹土应用技术与产业化中心主任王爱勤在采访时说,20世纪90年代左右,美国大量采购中国的凹凸棒石,“以每吨100元(人民币,下同)的价格把矿石拿过去,转手以产品形式卖给我们,每吨2万元以上。”他说,经过科学家建言,现在盱眙的做法是政府统一管理矿石,“不能卖原矿,必须卖产品”。

科学家们研发的凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附剂,在江苏神力特生物科技股份有限公司成功实现产业化。图为工作人员在生产玉米定向“吸毒剂”。 张素 摄 科学家们研发的凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附剂,在江苏神力特生物科技股份有限公司成功实现产业化。图为工作人员在生产玉米定向“吸毒剂”。 张素 摄

  从4亿元到20亿元

  “从2000年到2009年,盱眙凹凸棒石的产业发展进入政府引导、行业管理期。但产品的附加值较低,到2010年底产值不足4亿元。”王爱勤说。

  科学家们分析,为盱眙“点石成金”需要在三方面下功夫:一是突破制约产业发展的关键共性技术;二是为凹凸棒石创新研发团队提供技术支撑;三是成立公共测试和服务平台。

  2010年6月,中国科学院与盱眙县人民政府联合共建了“中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心”——这是目前中科院在中国设立的唯一县级研发中心。

  科研经费、科研人员、科研课题开始汇聚,盱眙中心先后引进中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院宁波材料技术与工程研究所和中国科学院广州能源研究所等机构。中心又培育出国家高新技术企业5个,申请发明专利63件。

  在科技力量的带动下,盱眙有凹凸棒石黏土加工企业55家,生产产品50余种,形成了产业集群。2016年,当地凹凸棒石产值达到20亿元。

  “点石”有什么招

  凹凸棒石既有独特结构,也有独特“性格”。天然形成的凹凸棒石棒晶大多以鸟巢状或柴垛状聚集,如果用高速搅拌、超声、碾磨、冷冻等传统方法把它们“拆开”,会损伤晶体固有的长径比,继而影响其纳米性能的应用。

  王爱勤及其团队先花了5年时间,积累了各种处理工艺对凹凸棒石微观结构影响和棒晶损伤研究,然后发展出“对辊处理—制浆提纯—高压均质—乙醇交换一体化工艺”,在保持凹凸棒石固有长径比的前提下,成功实现了棒晶束的高效解离。

  打通技术路径,成果随即涌现。他们开发了凹凸棒石纳米无机凝胶、凹凸棒石油品高效脱色剂和凹凸棒石纳米导电材料等高值化利用产品,并成功实现产业化应用。

  “成金”有什么用

  实验室的成果如何惠及千万家?盱眙中心及其合作企业交出一份成绩单。

  比如凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附剂,在江苏神力特生物科技股份有限公司成功实现产业化。记者在厂区看到,一条全自动化的生产线上年产玉米的定向“吸毒剂”1.2万吨,用于促进畜禽养殖产业健康发展。“年销售额达到3000万元。”该公司董事长黄正君说,计划在2018年生产出广谱型产品。

  还有企业将白云石凹凸棒石用于治理太湖蓝藻水华,据介绍,产品对硝酸盐的去除率达到80%以上,对磷的去除率达到95%以上。

  王爱勤并不满足于此。随着不断开采凹凸棒石黏土矿,低品位的杂色和伴生矿的比例逐年增加,现有技术还不能利用低品位矿开发相关产品。“未来,中心定位于低品位凹凸棒石结构演化与转白关键工艺突破,同时进一步拓展纳米凹凸棒石的‘味精式\\’应用。”他说。(完)


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