（中国粉体技术网/班建伟）环境矿物材料基本性能包括: 矿物表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换、化学活性、物理效应、纳米效应及与生物交互作用等, 旨在发掘、凝炼并新提出继物理方法和化学方法之后与有机界生物同效的无机界矿物天然自净化功能的基础理论与应用方法, 以发展和完善无机矿物与有机生物所共同构筑的自然界中存在的天然自净化系统, 目前在黄铁矿、锰钾矿、金红石、蛭石、蒙脱石、黄钾铁矾等天然矿物方面已经完成和正在开展一系列环境矿物材料研究工作。
我国虽拥有丰富的电气石资源, 但除宝石级电气石外, 占有相当资源比重的非宝石级电气石矿产资源一直未得到应用, 其工业开发应用应将有着更大的价值和重要意义。张志湘等人对电气石具有永久性自发极化效应, 其极化值不受外界电场影响进行了研究。已经证实电气石颗粒周围存在静电场, 而且电气石颗粒能够释放负离子和发射远红外线。利用电气石的这些性质, 可将电气石应用于环境与健康领域, 如水处理、环保涂料及健康衣料等。
因此, 电气石是一种很有前景的天然绿色环保材料。刘峰等人选用内蒙古赤峰地区天然电气石为原料, 加工成电气石超细粉体, 用于对Zn2+ 离子的吸附试验, 分析总结了电气石对重金属的吸附机理。电气石吸附锌的最佳试验条件是, 吸附时间为30min, 电气石用量为20 g /L, pH 值等于6. 8, 吸附温度为35℃时, 对锌的去除率最高; 电气石超细粉体对Zn2+ 溶液的pH值的提高和其表面的羟基化作用是对Zn2+ 有极好吸附效果的主要原因。
魏健等人通过对山东鲁西地区电气石在水处理、电子和声电材料、医疗保健中专属性研究及在其它领域中的相关性研究, 全面阐述了电气石矿物的物化特性与应用之间的专属性关系。利用选矿分离、精细提纯、超细加工、表面改性、煅烧等技术手段, 对矿物进行处理, 从而对电气石进行全面技术评价, 指出重点应用领域和应用方向。
杨胜科等人对海泡石进行了试验研究。结果表明, 海泡石对去除水中的铅离子具有较好的作用。可以将含Pb2+ 10mg /L的水净化至0. 05 mg /L以下, 去除率达到了99% 以上, 海泡石与含Pb2+溶液的作用时间、海泡石用量、水中Pb2+浓度以及酸度等因素都会影响Pb2+ 的去除效果。
王琼等人对蒙脱石的提纯、人工钠化、有机改性及改性蒙脱石在污水处理中的应用进行了研究。通过试验证明了改性蒙脱石对垃圾渗沥液的色度去除率可以达到96%, 对COD 的去除率可以达到84% , 且处理方法简单有效, 成本低廉。他们指出蒙脱石经过人工钠化改型, 用有机阳离子表面活性剂改性后, 其比表面积、疏水性能都得到很大提高, 充分利用改性蒙脱石其诸多性能进一步研究其在环境化学, 特别是在污水处理方面的应用及在处理环境土壤中有机污染物, 如苯酚、苯胺、有机农药的残留量等方面都有重要意义。
商平等人选用珍珠岩、蛭石等矿物材料与超声波相结合的方法处理校园生活污水, 分析了温度、流速、珍珠岩与蛭石的粒径、质量及超声波作用时间对污水COD去除率的影响, 测试确定了最佳试验条件下的吸附时间和对污水COD的去除率, 污水处理结果达到国家二级排放标准。
泡沫陶瓷具有三维空间网架结构, 形如钢化的泡沫塑料或瓷化的海绵体, 具有高气孔率、低容重、耐高温、耐化学腐蚀、抗热震等特点, 特别是材料内部存在大量的连通气孔和高比表面能的毛细孔, 因而在低流体阻力损失下可保持良好的过滤吸附性能, 被广泛地应用于冶金、化工、环保、能源、生物等各个部门, 如用作金属熔体过滤、高温烟气净化、催化剂载体和化工精过滤材料等。
李金洪等人以聚氨脂泡沫塑料为前驱体, 以高岭土、铝土矿和滑石为原料, 经配方和工艺设计, 制备了以堇青石为主晶相的泡沫陶瓷, 制成品密度为0. 310~ 0. 447 g /cm3,气孔率为81. 7% ~ 87. 6%, 孔径为0. 2~ 0. 5 mm,平均抗压强度为0. 98MPa。探讨了烧成温度对材料气孔率、抗压强度和吸水率等性能的影响。
天然矿物是一类资源丰富、价格低廉、能源消耗最少、污染少、与环境协调性最佳的材料。一些天然矿物还具有净化环境和修复环境的功能, 是理想的环境材料, 如沸石、硅藻土、海泡石、坡缕石、蒙脱石、麦饭石、膨胀珍珠岩等许多具有选择性吸附、过滤性能, 已被广泛应用于工农业生产和环境污染治理。
以蒙脱石、沸石等层状、多孔状矿物研制的抗菌材料已用于日用消费品。铁的硫化矿物可用于处理重金属污染物。今后一个时期, 具有纳米或微米级尺度的多孔结构的矿物材料和用于载体、催化、过滤媒介的矿物材料以及对已有材料的绿色化改造, 将是环境矿物材料研制、开发的重点。废气、废水治理、工业用水净化、居室净化等领域将是环境矿物材料研究和应用的主要领域。
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