目前,我國正處于社會經濟、現代化工業高速發展階段,也面臨著許多西方發達國家曾遇到的環境污染問題,諸如生態環境嚴重透支、水土流失、土地荒漠化、“三廢污染”造成生物多樣性銳減等,嚴重制約了我國經濟建設的可持續發展。
眾所周知,大自然具有天然自凈化功能,使得人和地球能相互依存。過去在認識、研究、開發和利用天然自凈化作用時,重點放在有機生物對各類污染物的凈化功能上,忽略了對天然礦物凈化功能的研究,環境礦物學和環境礦物材料的產生彌補了這方面的不足。環境礦物材料是環境礦物學的重要內容之一,而非金屬礦是地球礦物組成中的重要組成部分,所占比例遠遠超過金屬類礦物,如何充分利用非金屬礦的環境屬性,
正成為環境礦物學和環境科學的重點研究方面和學科生長點。
非金屬礦在環保領域的應用
目前,自然界已發現的非金屬礦種類達1500多種,已被開發的僅200多種,應用于環保領域的有近50種。其中有天然非金屬礦產品,也有非金屬礦深加工產品和制品。完成了部分具有獨特物化性能的非金屬礦物材料治理水體、大氣及固體污染物的應用開發,在治理應用方面也取得了一些突破。例如:①利用硅灰石、長石、透輝石、霞石、正長巖、玄武巖等生產節能型生態建材;②利用具有體輕、導熱系數小、耐高溫、吸音等特點的沸石、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石、浮石、海泡石等非金屬礦生產安全健康型生態建材;③利用具有吸附和藥用功能的沸石、硅藻土、滑石、石膏、方解石、高嶺土、蛇紋石、麥飯石等生產保健型生態建材;5利用具有孔狀結構的坡縷石和海泡石來處理有機廢水;⑤利用具有片狀結構、良好的交換性和強吸附性的蛭石,作土壤改良劑和金屬廢水的處理介質;⑥利用比表面積大,離子交換性高及吸附性能優良的蒙脫石、凹凸棒土、沸石等來處理生活廢水、工業廢水,去除廢水中的重金屬離子有機污染物及磷酸根離子等。特別要指出的是:水體中的重金屬污染是困擾人類社會多年的公害。水體中的重金屬離子可進入水生物體內,再通過食物鏈進入人體。大部分重金屬離子是致癌、致畸的有毒物質。⑦利用比表面積大、吸附性強的膨潤土、海泡石、坡縷石、高嶺土等作為吸附過濾材料,處理臭氣、毒氣之類的有害氣體;⑧利用經表面改性的粘土礦物處理固體垃圾,并防止了二次污染;⑨利用膨脹石墨治理大氣污染和海洋油類污染。另外,天然沸石、海泡石、蒙脫石、坡縷石等,在國防工業、核工業、航天工業中防毒、防輻射等方面也有很好的應用。
與其它環保材料相比,非金屬礦在環保領域中的應用具有以下幾個特點:①應用范圍廣,除了“三廢”處理外,還適用于高科技發展產生的新污染,如光輻射、各種射線輻射、微波、電磁場、低頻噪音等;②非金屬礦是自然界天然無機礦產,具有與天然環境的共生性和協調性,既能治理污染,又能恢復環境、回歸自然;③絕大部分非金屬礦在環保中的應用都能循環利用,不產生二次污染,治污成本低;5非金屬礦具有天然自凈化功能,在一般性環保技術不能解決的非點源區域性污染問題方面能發揮獨特的作用,即非金屬礦環境屬性的地質技術特性,這是物理化學、生物治污方法所不能比擬的。
非金屬礦環保材料的發展前景及建議
面對新形勢、新挑戰和新發展機會,非金屬礦工業在環保領域的應用開發建議做好以下幾項工作:①要強化對非金屬礦環境礦物學和非金屬礦環保材料學的深刻認識,對已開發利用的非金屬礦物的環保屬性作進一步研究,發展非金屬礦用于環境污染治理與環境修復的新技術,以指導非金屬礦環保材料的開發與應用;②非金屬礦品種很多,但成熟地應用于環保的品種還不多,應不斷地開發新礦種和新非金屬礦環保產品,如屏蔽紫外線、抗輻射功能的絹云母;吸收X-射線功能的天青石;屏蔽和反射核輻射功能的石墨;吸收放射線、凈化空氣功能的伊利石等。應集中力量在部分礦種、重點領域尋求突破,應有所規劃,明確重點和方向,以原國家經貿委確定的“十五”重點非金屬礦發展技術之一:“非金屬礦粘土礦物用于環保領域的產品生產技術與裝備”為實施目標。蘇州中材非金屬礦工業設計研究院及“中心”五年前就開始著手研究非金屬礦在環保領域的應用技術開發,2002年,承擔的國家“863”計劃課題“固沙植被用新材料與低成本制備技術”正在開發中。另外,該院利用改性粘土處理印染污水、工業廢水、固體廢棄物等項目,也獲得了國家科技部的重視和支持,現已籌備建立環境礦物材料實驗室,有些已得到產業化的應用;③非金屬礦與其它行業聯合,共同研究開發非金屬礦在環保領域的應用,使得社會發展能適應環境而非改造環境;5各大學、科研院所對非金屬礦物材料應用于環保研究都做了大量的工作,建議“中非協會”召開一次非礦環保材料會議;盡快組建非金屬礦物環境材料專委會,促進已有科研院所和生產、應用企業的交流,以及與其他相關應用行業及國家環保管理部門的溝通,爭取將其列為國家鼓勵與扶持的產業并獲得政策支持。
總之,隨著非金屬礦深加工技術的發展,對非金屬礦環境屬性等方面研究的不斷深入,非金屬礦在環保領域的開發應用會越來越廣泛。相信在今后10年內,非金屬礦在環保領域中的應用必將保持快速增長,預計年均增長率在15%左右。非金屬礦環保材料也將成為非金屬礦工業新的熱點。但要形成非金屬礦物環保材料產業,還存在許多問題,需要大家的共同努力。
眾所周知,大自然具有天然自凈化功能,使得人和地球能相互依存。過去在認識、研究、開發和利用天然自凈化作用時,重點放在有機生物對各類污染物的凈化功能上,忽略了對天然礦物凈化功能的研究,環境礦物學和環境礦物材料的產生彌補了這方面的不足。環境礦物材料是環境礦物學的重要內容之一,而非金屬礦是地球礦物組成中的重要組成部分,所占比例遠遠超過金屬類礦物,如何充分利用非金屬礦的環境屬性,
正成為環境礦物學和環境科學的重點研究方面和學科生長點。
非金屬礦在環保領域的應用
目前,自然界已發現的非金屬礦種類達1500多種,已被開發的僅200多種,應用于環保領域的有近50種。其中有天然非金屬礦產品,也有非金屬礦深加工產品和制品。完成了部分具有獨特物化性能的非金屬礦物材料治理水體、大氣及固體污染物的應用開發,在治理應用方面也取得了一些突破。例如:①利用硅灰石、長石、透輝石、霞石、正長巖、玄武巖等生產節能型生態建材;②利用具有體輕、導熱系數小、耐高溫、吸音等特點的沸石、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石、浮石、海泡石等非金屬礦生產安全健康型生態建材;③利用具有吸附和藥用功能的沸石、硅藻土、滑石、石膏、方解石、高嶺土、蛇紋石、麥飯石等生產保健型生態建材;5利用具有孔狀結構的坡縷石和海泡石來處理有機廢水;⑤利用具有片狀結構、良好的交換性和強吸附性的蛭石,作土壤改良劑和金屬廢水的處理介質;⑥利用比表面積大,離子交換性高及吸附性能優良的蒙脫石、凹凸棒土、沸石等來處理生活廢水、工業廢水,去除廢水中的重金屬離子有機污染物及磷酸根離子等。特別要指出的是:水體中的重金屬污染是困擾人類社會多年的公害。水體中的重金屬離子可進入水生物體內,再通過食物鏈進入人體。大部分重金屬離子是致癌、致畸的有毒物質。⑦利用比表面積大、吸附性強的膨潤土、海泡石、坡縷石、高嶺土等作為吸附過濾材料,處理臭氣、毒氣之類的有害氣體;⑧利用經表面改性的粘土礦物處理固體垃圾,并防止了二次污染;⑨利用膨脹石墨治理大氣污染和海洋油類污染。另外,天然沸石、海泡石、蒙脫石、坡縷石等,在國防工業、核工業、航天工業中防毒、防輻射等方面也有很好的應用。
與其它環保材料相比,非金屬礦在環保領域中的應用具有以下幾個特點:①應用范圍廣,除了“三廢”處理外,還適用于高科技發展產生的新污染,如光輻射、各種射線輻射、微波、電磁場、低頻噪音等;②非金屬礦是自然界天然無機礦產,具有與天然環境的共生性和協調性,既能治理污染,又能恢復環境、回歸自然;③絕大部分非金屬礦在環保中的應用都能循環利用,不產生二次污染,治污成本低;5非金屬礦具有天然自凈化功能,在一般性環保技術不能解決的非點源區域性污染問題方面能發揮獨特的作用,即非金屬礦環境屬性的地質技術特性,這是物理化學、生物治污方法所不能比擬的。
非金屬礦環保材料的發展前景及建議
面對新形勢、新挑戰和新發展機會,非金屬礦工業在環保領域的應用開發建議做好以下幾項工作:①要強化對非金屬礦環境礦物學和非金屬礦環保材料學的深刻認識,對已開發利用的非金屬礦物的環保屬性作進一步研究,發展非金屬礦用于環境污染治理與環境修復的新技術,以指導非金屬礦環保材料的開發與應用;②非金屬礦品種很多,但成熟地應用于環保的品種還不多,應不斷地開發新礦種和新非金屬礦環保產品,如屏蔽紫外線、抗輻射功能的絹云母;吸收X-射線功能的天青石;屏蔽和反射核輻射功能的石墨;吸收放射線、凈化空氣功能的伊利石等。應集中力量在部分礦種、重點領域尋求突破,應有所規劃,明確重點和方向,以原國家經貿委確定的“十五”重點非金屬礦發展技術之一:“非金屬礦粘土礦物用于環保領域的產品生產技術與裝備”為實施目標。蘇州中材非金屬礦工業設計研究院及“中心”五年前就開始著手研究非金屬礦在環保領域的應用技術開發,2002年,承擔的國家“863”計劃課題“固沙植被用新材料與低成本制備技術”正在開發中。另外,該院利用改性粘土處理印染污水、工業廢水、固體廢棄物等項目,也獲得了國家科技部的重視和支持,現已籌備建立環境礦物材料實驗室,有些已得到產業化的應用;③非金屬礦與其它行業聯合,共同研究開發非金屬礦在環保領域的應用,使得社會發展能適應環境而非改造環境;5各大學、科研院所對非金屬礦物材料應用于環保研究都做了大量的工作,建議“中非協會”召開一次非礦環保材料會議;盡快組建非金屬礦物環境材料專委會,促進已有科研院所和生產、應用企業的交流,以及與其他相關應用行業及國家環保管理部門的溝通,爭取將其列為國家鼓勵與扶持的產業并獲得政策支持。
總之,隨著非金屬礦深加工技術的發展,對非金屬礦環境屬性等方面研究的不斷深入,非金屬礦在環保領域的開發應用會越來越廣泛。相信在今后10年內,非金屬礦在環保領域中的應用必將保持快速增長,預計年均增長率在15%左右。非金屬礦環保材料也將成為非金屬礦工業新的熱點。但要形成非金屬礦物環保材料產業,還存在許多問題,需要大家的共同努力。