非金屬礦具備許多優良及不可替代的特性，在環境保護方面起著舉足輕重的作用。作為從事非金屬礦產品研發的專門機構，近年來，咸陽非金屬礦研究設計院在開發非金屬礦新用途，特別是在開發環保產品方面做了一些研究工作。本文概括地介紹我院近年來在廢水處理方面所做的研究。
一、處理印染廢水的凈水劑
我國是紡織印染工業大國，印染廢水日排放量約400萬立方米，主要污染為漿料、油劑、染料、助劑等。印染廢水具有量大、分布面廣、水質變化快、有機物含量高、成分復雜等特點，是難處理的工業廢水之一。目前國內常用的治理方法均因成本高、處理效果不理想而難以具體實施。我們在吸收、消化國外資料的基礎上，通過對新疆某地天然膨潤土經納化處理和無機聚合物改性制成凈水劑產品。該產品對有機印染水污染物有較強的吸附能力，用選擇絮凝－吸附法工藝處理后的印染廢水的水質達到國家一級排放標準。
我們還針對新疆北屯蛋白土資源，開發研制了凈水劑產品。該蛋白土凈水劑可不預先調整污水的pH值，沉降速度更快，經凝聚而生成的污泥塊具有不易散裂的優點。同時，成本和效益比以往的硫酸鋁、氯化鐵、硫化鐵等凈水劑，聚乙烯亞胺類、聚乙烯亞胺置換離子類等高分子凈水劑有極大的提高，應用更為廣泛。另外，凝聚后的污泥沒有必要進行調整處理，可以以原樣作為肥料使用，既治理了污染，又不再次污染環境。我們通過對蛋白土的深加工，大大提高了蛋白土礦物的應用價值，開辟了非金屬礦物新的應用領域，填補了蛋白土在污水處理領域的一項空白，使低成本的蛋白土礦物有了較大的增值。
二、處理造紙廢水的凈水劑
據考察，年產量1萬噸成品紙廠的年排放廢水為250～300萬立方米，其中高濃度黑液1～2萬立方米，這些廢水黑液含堿、木質素等，濃度高，色度深，處理難度大。盡管國內有幾種處理方法，但這些方法因受技術、資金等條件限制，設備投資大，運行費用高，一般造紙廠難以承受。我們曾對新疆某地膨潤土作過提純改性，經復合加工而制成的復合物對造紙黑液進行的處理試驗結果表明，該復合物具有理想的吸附能力和脫色效果。
三、重金屬廢水處理劑
目前國內建筑裝飾材料行業發展很快，作為優良的裝飾板材，天然石材因其具有許多優良及不可替代的品質而廣泛應用于裝飾行業。然而，天然石材因其自身存在的各種缺陷，無論在色彩、硬度及孔隙率方面，使其價值大打折扣。生產廠家根據市場趨勢，紛紛對天然石材進行染色、改色處理。然而，天然石材的染色技術在工業發達國家已不提倡采用，主要是因為這種工藝應用的結果會產生大量含重金屬離子的廢水。這些重金屬離子主要是鉻、鈷、銅等，染色過程中產生的廢水會污染水源及地下水，對人們的生存環境構成威脅。福建、廣東、廣西、湖北、山東及河南等石材大省，采用化學法進行石材改色的廠家很多。我們通過對福建某石材廠石材改色廢水的有效處理，使其廢水排放達到了國家相關標準。我們通過對膨潤土和硅藻土進行酸活化處理、改性技術，使礦物內部及表面構造發生變化，比表面積增大，改善和調整吸附材料的親水性和疏水性，使其吸附性能得以提高。具體操作過程是，先將一定量的吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中，讓含重金屬離子的廢水與吸附劑充分接觸一定時間，水中的有害元素吸附到吸附劑中，再讓已吸附了有害成分的吸附劑與水一起首先通過流速為2升/分、表觀壓力為0.5公斤/平方米的預過濾器，然后通過一個多孔的、無紡布基底形式的過濾器介質，就可以從水中有效地除去重金屬離子。
四、處理城市生活廢水
生活廢水的大量排放，勢必對我們的生存環境產生嚴重的影響。傳統的治理方法耗資大，同時氯化后的水質對人體的健康會造成一定程度的損害。而天然礦物由于其本身具備獨特的理化性能，通過對其的有效利用，可以凈化生活廢水。
天然多孔質硅藻土礦物與活性炭、沸石等普通吸附劑在性能方面差異較大。天然硅藻土經煅燒后其特性主要表面在：①孔徑較細，比表面積為110～130m2/g，是多孔性物質；②孔隙率為40%～50%，比重1.2，具有親水性；③對氣體狀及水中的氨和蛋白質有很強的吸附作用；④有優良的微生物附著性。利用天然多孔質硅藻土燒成品的這種優良性能，我們將其作為微生物載體進行了廢水處理試驗，將天然多孔質硅藻土燒成品作為過濾材料設于微生物處理裝置中，使廢水在該裝置中進行循環，同時在微生物處理裝置的出口裝設紫外線殺菌裝置，循環廢水通過微生物處理裝置時，廢水中的氨、尿素和有機物等得到了分解處理。進而，通過微生物處理裝置的廢水中所含的雜菌，在紫外線殺菌裝置中被殺滅，所以，即使長期作業，該裝置中的微生物因無雜菌而不妨害其成生，廢水中的BOD和COD可以穩定地減少，透明度可逐步增大。由此可以看出，非金屬礦產品是城市生活廢水處理的理想材料之一。
國內外近年來對非金屬礦用于水處理的研究成果和我們在印染、生活廢水和造紙黑液廢水處理方面的初步實踐表明，非金屬礦產品是用于各種廢水處理的廉價、高效的凈水材料，具有廣闊的應用前景。新型非礦吸附材料的研究、開發和生產，符合國家環境及自然資源保護戰略，是市場和社會的需求，與人類健康密切相關，同時可以合理利用我國非金屬礦資源，加快非礦改性、改型步伐，改變我國非金屬礦初加工產品多、深加工高附加值產品少的局面。
一、處理印染廢水的凈水劑
我國是紡織印染工業大國，印染廢水日排放量約400萬立方米，主要污染為漿料、油劑、染料、助劑等。印染廢水具有量大、分布面廣、水質變化快、有機物含量高、成分復雜等特點，是難處理的工業廢水之一。目前國內常用的治理方法均因成本高、處理效果不理想而難以具體實施。我們在吸收、消化國外資料的基礎上，通過對新疆某地天然膨潤土經納化處理和無機聚合物改性制成凈水劑產品。該產品對有機印染水污染物有較強的吸附能力，用選擇絮凝－吸附法工藝處理后的印染廢水的水質達到國家一級排放標準。
我們還針對新疆北屯蛋白土資源，開發研制了凈水劑產品。該蛋白土凈水劑可不預先調整污水的pH值，沉降速度更快，經凝聚而生成的污泥塊具有不易散裂的優點。同時，成本和效益比以往的硫酸鋁、氯化鐵、硫化鐵等凈水劑，聚乙烯亞胺類、聚乙烯亞胺置換離子類等高分子凈水劑有極大的提高，應用更為廣泛。另外，凝聚后的污泥沒有必要進行調整處理，可以以原樣作為肥料使用，既治理了污染，又不再次污染環境。我們通過對蛋白土的深加工，大大提高了蛋白土礦物的應用價值，開辟了非金屬礦物新的應用領域，填補了蛋白土在污水處理領域的一項空白，使低成本的蛋白土礦物有了較大的增值。
二、處理造紙廢水的凈水劑
據考察，年產量1萬噸成品紙廠的年排放廢水為250～300萬立方米，其中高濃度黑液1～2萬立方米，這些廢水黑液含堿、木質素等，濃度高，色度深，處理難度大。盡管國內有幾種處理方法，但這些方法因受技術、資金等條件限制，設備投資大，運行費用高，一般造紙廠難以承受。我們曾對新疆某地膨潤土作過提純改性，經復合加工而制成的復合物對造紙黑液進行的處理試驗結果表明，該復合物具有理想的吸附能力和脫色效果。
三、重金屬廢水處理劑
目前國內建筑裝飾材料行業發展很快，作為優良的裝飾板材，天然石材因其具有許多優良及不可替代的品質而廣泛應用于裝飾行業。然而，天然石材因其自身存在的各種缺陷，無論在色彩、硬度及孔隙率方面，使其價值大打折扣。生產廠家根據市場趨勢，紛紛對天然石材進行染色、改色處理。然而，天然石材的染色技術在工業發達國家已不提倡采用，主要是因為這種工藝應用的結果會產生大量含重金屬離子的廢水。這些重金屬離子主要是鉻、鈷、銅等，染色過程中產生的廢水會污染水源及地下水，對人們的生存環境構成威脅。福建、廣東、廣西、湖北、山東及河南等石材大省，采用化學法進行石材改色的廠家很多。我們通過對福建某石材廠石材改色廢水的有效處理，使其廢水排放達到了國家相關標準。我們通過對膨潤土和硅藻土進行酸活化處理、改性技術，使礦物內部及表面構造發生變化，比表面積增大，改善和調整吸附材料的親水性和疏水性，使其吸附性能得以提高。具體操作過程是，先將一定量的吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中，讓含重金屬離子的廢水與吸附劑充分接觸一定時間，水中的有害元素吸附到吸附劑中，再讓已吸附了有害成分的吸附劑與水一起首先通過流速為2升/分、表觀壓力為0.5公斤/平方米的預過濾器，然后通過一個多孔的、無紡布基底形式的過濾器介質，就可以從水中有效地除去重金屬離子。
四、處理城市生活廢水
生活廢水的大量排放，勢必對我們的生存環境產生嚴重的影響。傳統的治理方法耗資大，同時氯化后的水質對人體的健康會造成一定程度的損害。而天然礦物由于其本身具備獨特的理化性能，通過對其的有效利用，可以凈化生活廢水。
天然多孔質硅藻土礦物與活性炭、沸石等普通吸附劑在性能方面差異較大。天然硅藻土經煅燒后其特性主要表面在：①孔徑較細，比表面積為110～130m2/g，是多孔性物質；②孔隙率為40%～50%，比重1.2，具有親水性；③對氣體狀及水中的氨和蛋白質有很強的吸附作用；④有優良的微生物附著性。利用天然多孔質硅藻土燒成品的這種優良性能，我們將其作為微生物載體進行了廢水處理試驗，將天然多孔質硅藻土燒成品作為過濾材料設于微生物處理裝置中，使廢水在該裝置中進行循環，同時在微生物處理裝置的出口裝設紫外線殺菌裝置，循環廢水通過微生物處理裝置時，廢水中的氨、尿素和有機物等得到了分解處理。進而，通過微生物處理裝置的廢水中所含的雜菌，在紫外線殺菌裝置中被殺滅，所以，即使長期作業，該裝置中的微生物因無雜菌而不妨害其成生，廢水中的BOD和COD可以穩定地減少，透明度可逐步增大。由此可以看出，非金屬礦產品是城市生活廢水處理的理想材料之一。
國內外近年來對非金屬礦用于水處理的研究成果和我們在印染、生活廢水和造紙黑液廢水處理方面的初步實踐表明，非金屬礦產品是用于各種廢水處理的廉價、高效的凈水材料，具有廣闊的應用前景。新型非礦吸附材料的研究、開發和生產，符合國家環境及自然資源保護戰略，是市場和社會的需求，與人類健康密切相關，同時可以合理利用我國非金屬礦資源，加快非礦改性、改型步伐，改變我國非金屬礦初加工產品多、深加工高附加值產品少的局面。
