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| 非金属矿物材料在大气污染治理中的应用进展 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-04-08 10:51:06 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/班建伟）工业废气是我国大气污染的主要来源，据资料介绍，我国目前每生产1t水泥熟料要排放1tCO2、0.74kgSO2、130kg粉尘；每生产1t石灰排放1.18tCO2。美国联合碳化物公司用人工合成沸石回收SO2，含量由3 500μL/L下降至15～25μL/L，回收率达98%～99%，酸雾下降至3.53mg/m3。我国杭州硫酸厂排放的尾气中含SO20.2%～0.5%，SO3 0.001 4%～0.003 5%，硫酸雾0.03～0.1g/m3，用改型缙云沸石吸附处理后，SO2仅含20～100μL/L，吸附的SO2解吸后，可回收重新使用。
1、燃煤污染治理
我国大气污染的显著特征就是煤烟型。煤炭燃烧释放出烟气、粉尘、SO2、CO、CO2等一次污染物以及产生硫酸、硫酸盐类等二次污染物。造成酸雨污染，严重污染环境。治理燃煤污染，使用的固硫剂是一些含钙、镁、铝、铁、硅和钠的物相，由于在高温下形成的硫酸盐易分解，降低了固硫率。可以通过研究某些高温下形成疏松孔道结构的环境矿物材料作为固硫添加剂，营造燃煤内部氧化气氛，有效地阻止硫酸盐分解。膨润土在高温下失去层间水，形成疏松孔道结构，吸附硫化反应产物硫酸盐，同时激活自身层间固硫离子如钙、镁等，有利于促进固硫反应。
研究表明，蛭石尾矿具有良好的固硫效果，其固硫活性因燃烧温度而异，在950℃和1 050℃时，膨胀性能好、活性强。蛭石尾砂在型煤燃烧过程中膨胀产生的疏松结构，不仅能提高燃煤固硫效率，还能为煤中碳质成分的充分燃烧创造条件，降低煤炭因不完全燃烧而形成的碳质飞灰，明显减少烟尘污染。
2、城市空气治理
城市空气污染主要来源于汽车尾气的排放，其中包括NOx、金属排放物(如Pb等)的排放，随着现代大中城市之无铅汽油的使用，由汽车排放的铅金属阳离子的危害大为减少，同时三元催化油的使用使得汽油燃烧的NOx排放量显著减少。以青石为主体的三元催化剂载体得到了广泛的应用。青石为环状结构含铝硅酸盐，其四面体中存在着[AlO4]对[SiO4]的置换以及配位多面体中金属阳离子的类质同象置换，活性强，同时具有极好的高温热稳定性。利用低白度滑石研制出新型多微孔陶瓷专用微细粉，对尾气净化率达到98%以上，并且使用效果不会随时间下降。
这为根治汽车尾气的工作找到了一种良好的方法。由于汽车排放气体有害成分主要为NOx，国外近来利用高温热稳定性好同时吸附能力强的海泡石制作高效汽车尾气净化器，国外用粘土矿物制成汽车排气管、过滤器，主要是充分利用粘土矿物的吸附性。用粘土矿物代替活性炭还可降低卷烟中含有的焦油、自由基、尼古丁等对人体的危害。
3、室内空气污染治理
现代人平均每天有60%左右的时间在居室、办公室等小区域环境中工作或生活。然而，有研究指出，“继煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后，现代人正进入以室内空气污染为标志的第三污染时期。因此，室内空气污染及治理是当前的热门研究课题，也是普通百姓关注的重要话题。随着家庭装饰装修材料中人工合成高分子材料使用的增多，不仅引起了短时间的空气污染，同时带来长久的潜在隐患。短期的空气污染主要表现在甲醛、氨等早期释放强浓度的危害。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。当空气中含量达到30mg/m3时，可导致人当即死亡。氨是冬季混凝土施工外加剂的释放物。国家规定居住区的安全氨浓度为小于0.2mg/m3。氨浓度过高时，除皮肤腐蚀作用外，还可通过三叉神经末梢的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。氨以气体形式吸入人肺后，容易通过肺细胞进入血液与血红蛋白结合，破坏运氧功能。
对于上述的有害物质，以沸石、坡缕石、海泡石、膨润土、累托石等粘土矿物为载体的载银无机抗菌剂可以起到良好的作用效果。目前开发的以多孔结构粘土矿物为载体的无机抗菌剂已成功应用于室内空气净化，并对病菌及其分泌物毒素均有较强的杀灭和降解作用。
中国矿业大学(北京)研发的硅藻精土/纳米二氧化钛复合型室内空气污染治理材料，以平均孔径几十纳米、分布规则的天然硅藻土为载体负载适量的光催化组分纳米二氧化钛；由于硅藻土颗粒的天然纳米孔较大，分布规则且贯通，因此适量负载纳米二氧化钛后，孔道变小但未被完全遮盖，仍可贯通光线，因此，在太阳光和日光灯下也有较好的光催化作用。经中国建筑材料环境监测中心监测，硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料对甲醛的降解性能优良，24h的甲醛去除率可达到80%。北京市建筑材料科学研究院开发的以纤维状坡缕石、海泡石、沸石制作的环保型特种多功能纸不仅具有难燃、阻燃效果，而且能有效地吸附室内空气中的氮氧化物和有害极性气体。
非金属矿物环境材料是环境保护和环境治理事业的重要物质支撑。我国非金属矿品种多，资源丰富，这就为开发非金属矿物环境材料开辟了广阔的前景。
(1) 非金属矿物环境材料有巨大的市场。我国加强水污染防治、推进大气污染防治和防治固体废物污染，必然需要大量的非金属矿物环境治理材料，非金属矿物环境材料的无限商机就在环境保护领域。非金属矿工业应加快开发生产适用性广的非金属矿物环境材料，一方面可以满足我国环境治理的需要，另一方面，也可以促进非金属矿工业发展，使非金属矿物环境材料成为我国环境保护事业的物质支撑。
(2) 加强非金属矿物环境材料的应用研究。非金属矿的所有工业应用都是利用非金属矿物赋有的特殊性质，加强对非金属矿物的深入研究，是开发更好更适用的非金属矿物环境材料的基本保障。我国非金属矿品种多，资源比较丰富，具有规模化开发非金属矿物环境材料的物质基础。加大研究力度，提高产品的技术含量，扩大非金属矿物环境材料的应用领域是开发高质量非金属矿物环境材料的关键。
(3) 缩短研究成果转为商业化生产的周期。经过我国科研人员的努力探索，我国非金属矿物环境材料研究开发取得了许多科研成果，这些成果大部分分布在研究单位和高等院校，大部分成果转为实际应用的周期较长。而我国大部分非金属矿企业没有可靠、畅通的途径取得非金属矿加工技术，因此，必须将研究成果从“纸上”搬到“地上”，加快科研成果产业化转化，促进我国非金属矿物环境材料产业发展。
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