納米技術讓凹凸棒石“身價百倍”

  滅菌除臭，吸附金屬離(lí)子，放(fàng)入食品、化妝品用作凝膠……凹凸棒石這種礦物(wù)質，名聲雖然不顯，用途卻廣泛。在江蘇省盱眙縣，凹凸棒石儲量占了世界已探明總儲量的48％。開(kāi)采價格200元／噸，經過納米技術處理和産品升級，成品售價最高約合80萬元／噸。科技“魔法棒”一(yī)揮，石頭價值成百倍增。

  “凹凸棒石的最大(dà)特點是吸附能力強。”中(zhōng)國科學院盱眙凹土應用技術研發與産業化中(zhōng)心主任王愛勤告訴記者，凹凸棒石是一(yī)種具有棒狀晶體(tǐ)結構的含水富鎂的鋁矽酸鹽礦物(wù)，由于内部多孔道，具有很強的吸附能力，被廣泛應用于化工(gōng)、建材、造紙(zhǐ)、醫藥、農業、環保和食品等領域。

  自上世紀70年代末在江蘇發現礦藏以來，凹凸棒石很快進入工(gōng)業化生(shēng)産加工(gōng)期，不過，直至2010年，一(yī)直面臨附加值較低、産業鏈較短的難題，盱眙縣凹凸棒石全部産值不足4億元。

  “每噸産品的平均價格當時是1000多元。”王愛勤說，究其原因，一(yī)是制約産業發展的關鍵共性技術沒有取得突破，二是缺少凹凸棒石創新研發團隊的技術支撐，三是缺少公共測試和服務平台。

  豐富的凹凸棒石資(zī)源不想被“賤賣”，但如何才能高值利用？2010年6月，中(zhōng)科院和盱眙縣政府聯合共建了凹土應用技術研發與産業化中(zhōng)心，先後引進中(zhōng)科院蘭州化學物(wù)理研究所、中(zhōng)科院甯波材料技術與工(gōng)程研究所、中(zhōng)科院廣州能源研究所單位，形成産研共融的創新發展新格局。

  王愛勤介紹，天然的凹凸棒石棒晶大(dà)多以鳥巢狀或柴垛狀聚集，不具備納米材料的特性。多年來，國内外(wài)研究者采用高速攪拌、超聲、對輥、碾磨和冷凍等傳統處理方式對凹凸棒石棒晶束進行了解離(lí)研究，但隻能做到部分(fēn)解離(lí)，同時會影響凹凸棒石納米性能的應用。

  經過曆時5年的研究，科研人員(yuán)發展了對輥處理—制漿提純—高壓均質—乙醇交換一(yī)體(tǐ)化工(gōng)藝，成功實現棒晶束的高效解離(lí)。中(zhōng)科院盱眙凹土應用技術研發與産業化中(zhōng)心副主任鄭茂松說，這标志(zhì)着制約産業發展多年的關鍵共性問題取得突破，實現了凹凸棒石從礦物(wù)材料到納米材料的華麗轉身。

  在此基礎上，中(zhōng)心開(kāi)發了凹凸棒石納米無機凝膠、凹凸棒石油品高效脫色劑、凹凸棒石催化材料、凹凸棒石絕緣介質漿料等高值化利用産品，并成功實現産業化應用。

  鄭茂松舉例說，一(yī)直以來，各種黴菌毒素的危害困擾着畜牧業發展，并且危害人體(tǐ)健康。中(zhōng)心創造性地研發了凹凸棒石玉米赤黴烯酮吸附劑并實現産業化，該項目獲批江蘇省科技廳2016年度重大(dà)成果轉化項目，填補了我(wǒ)國高端黴菌毒素吸附劑自主研發和生(shēng)産領域的空白(bái)，打破國外(wài)産品在此領域的技術和市場壟斷。

  “盱眙目前凹凸棒石産品的平均價格爲每噸4000多元，價格最高的絕緣材料可達每噸80萬元。”王愛勤說。

  據悉，中(zhōng)科院南(nán)京分(fēn)院将“政府大(dà)力支持，聚焦特色産業；構建創新平台，按需引進資(zī)源；突破産業瓶頸，助推轉型升級”總結爲院地合作的“盱眙模式”。通過構建平台、突破技術、服務産業，已助推盱眙凹凸棒石産值從2010年的不足4億元增長到2016年的20億元。