如何更好地開發(fā)和利用非金屬礦,，是一個(gè)重要的課題,。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家在非金屬礦開發(fā)利用方面取得了一些重大進(jìn)展,，為我們提供了很好的思路,。請(qǐng)看———
非金屬礦在生態(tài)建材領(lǐng)域中的應(yīng)用
硅灰石、長(zhǎng)石,、透輝石,、霞石、正長(zhǎng)巖,、玄武巖等一些非金屬礦物和巖石,，具有促使建材制品低溫快燒的功能，是研究,、開發(fā)和生產(chǎn)生態(tài)建材不可缺少的重要原材料,。例如，采用硅灰石作為陶瓷原料,，可使陶瓷制品的素?zé)郎囟葟?280攝氏度降低至1090攝氏度,，釉燒溫度從1170攝氏度降至1050攝氏度，素?zé)龝r(shí)間從50小時(shí)減少至18小時(shí),，從而節(jié)省能耗30％～40％,。采用玄武巖粉代替黏土生產(chǎn)水泥，燒成溫度可降低70攝氏度～100攝氏度,，節(jié)煤20％,。
沸石、硅藻土,、膨脹珍珠巖,、膨脹蛭石,、浮石等一些非金屬礦物和巖石具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小,、耐高溫,、吸附性強(qiáng)等優(yōu)異性能，是生產(chǎn)安全舒適型生態(tài)建材的重要原材料,。例如,，以膨脹珍珠巖為骨料的新型墻體材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì),，防火,、防水、保溫,、隔熱、隔音等多種功能,，以石膏為主的建筑材料具有輕質(zhì),、隔熱、保溫,、吸音,、收縮率小、防震等功能,。
天然沸石具有特殊的等溫吸附性能和高效率的熱交換性能,，針對(duì)這一特性，目前加拿大和美國(guó)已研制開發(fā)出了將太陽(yáng)能作為能源,、具有供暖和制冷功能的沸石墻面材料,。
美國(guó)還研制出一種用硅藻土制成的內(nèi)墻涂料，該涂料可以多次反復(fù)涂抹,，涂料能自然地結(jié)合在一起,，不產(chǎn)生層間痕跡，墻面不反光,，可使室內(nèi)光線柔和,，并且內(nèi)墻顏色可隨室內(nèi)溫度的變化而變化。
粉狀石墨過(guò)去用途很有限,。最近有資料介紹,，粉狀石墨可用于制備具有功能型的水泥材料，如制備具有導(dǎo)電性能的水泥基涂料,、砂漿,、混凝土摻和料等，可應(yīng)用于工業(yè)上防靜電,，建筑物屏蔽電磁波等,。
沸石,、硅藻土、石鹽,、石膏,、滑石、方解石,、白云母,，水鎂石、蛇紋石,、雄黃,、雌黃、硼砂,、辰砂,、明礬石，麥飯石等一些非金屬礦物和巖石還具有吸附有害物質(zhì)或藥用功能,，是生產(chǎn)保健型生態(tài)建材的重要原材料,。不久前，瑞典科學(xué)家研究出一種硅藻土涂料,，能吸附帶臭味的分子,，而這些分子難以靠通風(fēng)排除，從而達(dá)到凈化空氣的目的,。浴室和廚房?jī)?nèi)很容易滋生微生物,，日本科學(xué)家研制出一種能自行殺滅細(xì)菌的瓷磚，這種瓷磚的表面涂有一層TiO2,，在此涂層上覆蓋兩層銅銀混合物,，當(dāng)瓷磚表面吸收光線時(shí)，金屬離子就會(huì)活躍起來(lái),，使接觸到瓷磚的細(xì)菌無(wú)法生存,。
另外，一些非金屬礦物和巖石還具有藥用功能,，據(jù)有關(guān)資料介紹,，可用于醫(yī)療、保健,、降解毒性物質(zhì)等方面的藥用天然礦物有70余種,，其中大部分為非金屬礦物和巖石。這些藥用礦物和巖石既有外用的,，也有內(nèi)服的,。因此，有可能利用具有藥用功能的非金屬礦物和巖石開發(fā)和生產(chǎn)出能直接促進(jìn)人類健康的醫(yī)用產(chǎn)品,。
非金屬礦在環(huán)保方面的應(yīng)用
在環(huán)保中使用的具有通道結(jié)構(gòu)的非金屬礦物可分為兩種類型,。一是在礦物的晶體結(jié)構(gòu)中存在結(jié)構(gòu)通道,，如蛭石、蒙脫石,、坡縷石、沸石等,；二是由于礦物內(nèi)部特殊的排列方式具有孔狀結(jié)構(gòu),，如硅藻土、蛋白土等,。
坡縷石和海泡石由于有較大的比表面積及一定的陽(yáng)離子交換容量,，因而有良好的吸附性能，并具有選擇性,，對(duì)極性分子,，主要是水和氨具有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)醇,、酸,、醛、酮及正烯等有機(jī)分子也具有一定的吸附能力,。將坡縷石改性后可用于處理印染廢水，0.5％的添加量即可使處理后的印染廢水,，達(dá)到回收利用的標(biāo)準(zhǔn),。坡縷石吸附劑使用后，可利用焙燒的辦法實(shí)現(xiàn)再生,，再生后的坡縷石吸附劑,，其吸附能力基本保持不變,。此外,，坡縷石還可用于處理含重金屬的工業(yè)廢水,。
蛭石有良好的陽(yáng)離子交換性和吸附性，因此,，在農(nóng)業(yè)上主要用作土壤改良劑。例如蛭石可以改善土壤的結(jié)構(gòu),，蓄水保墑，能提高土壤的透氣性和含水性,，使酸性土壤變?yōu)橹行酝寥�,，起到緩沖作用，阻礙pH值的迅速變化,，使肥料在作物生長(zhǎng)介質(zhì)中緩慢釋放，且允許稍過(guò)量地使用肥料而對(duì)植物無(wú)害,。此外,，蛭石還可向作物提供自身含有的鉀、鎂,、鈣,、鐵以及微量錳、銅,、鋅等元素。蛭石對(duì)干旱地區(qū)砂質(zhì)土壤的改良效果更為突出,。
蛭石還可以用作工業(yè)廢水、廢液的離子交換劑和吸附劑,，放射性元素和重金屬元素的吸收劑和固定劑,，大面積油污的處理劑等。
蛭石還對(duì)某些放射性元素有吸附能力,，對(duì)Cs還具有固定作用，可作為核廢料的處理劑,。
近年來(lái),，國(guó)外開展了利用蛭石來(lái)處理含重金屬?gòu)U水的研究。俄羅斯科學(xué)家研究了蛭石和膨脹蛭石對(duì)Ni2＋,、Cu2＋等離子的吸附能力,，并在實(shí)際凈化工作中應(yīng)用,。
天然沸石以其良好的離子交換,、吸附、催化,、耐酸,、耐熱、耐輻射等性能,，已被廣泛用于石油化工,、環(huán)保,、農(nóng)牧業(yè)、建材,、輕工業(yè)及尖端技術(shù)等諸多領(lǐng)域,。利用沸石的離子交換性能可以達(dá)到處理廢水的目的。沸石在去除有機(jī)物質(zhì),、放射性物質(zhì)以及除氟,、除鉻、除砷等方面都有明顯的效果,，適用于處理冶金和機(jī)械加工企業(yè)排放的污水,，可以清除和回收廢水中如鋼、鋁,、汞等有害人體健康的重金屬,。
硅藻土、蛋白土呈微孔隙結(jié)構(gòu),，具有較大的比表面積和很好的吸附過(guò)濾性能,，國(guó)內(nèi)外普遍用作過(guò)濾材料，在環(huán)保領(lǐng)域中可用來(lái)去除水體中油污,、有機(jī)物,。
石棉也是一種重要的非金屬礦物，它具有耐熱,、隔熱,、絕緣、耐化學(xué)腐蝕,、吸附性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)良性能,，但對(duì)人體有害,，目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家限制或禁止使用石棉。最近日本科學(xué)家研究出一種利用城市垃圾和石棉生產(chǎn)新型建材的技術(shù),。他們將垃圾灰與石棉按一定比例混合,，進(jìn)而形成強(qiáng)度高、硬度大的燒結(jié)體,，可以作為吸附材料和觸媒載體,，從而實(shí)現(xiàn)了垃圾資源化、石棉無(wú)害化,。
非金屬礦在生態(tài)建材領(lǐng)域中的應(yīng)用
硅灰石、長(zhǎng)石,、透輝石,、霞石、正長(zhǎng)巖,、玄武巖等一些非金屬礦物和巖石,，具有促使建材制品低溫快燒的功能，是研究,、開發(fā)和生產(chǎn)生態(tài)建材不可缺少的重要原材料,。例如，采用硅灰石作為陶瓷原料,，可使陶瓷制品的素?zé)郎囟葟?280攝氏度降低至1090攝氏度,，釉燒溫度從1170攝氏度降至1050攝氏度，素?zé)龝r(shí)間從50小時(shí)減少至18小時(shí),，從而節(jié)省能耗30％～40％,。采用玄武巖粉代替黏土生產(chǎn)水泥，燒成溫度可降低70攝氏度～100攝氏度,，節(jié)煤20％,。
沸石、硅藻土,、膨脹珍珠巖,、膨脹蛭石,、浮石等一些非金屬礦物和巖石具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小,、耐高溫,、吸附性強(qiáng)等優(yōu)異性能，是生產(chǎn)安全舒適型生態(tài)建材的重要原材料,。例如,，以膨脹珍珠巖為骨料的新型墻體材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì),，防火,、防水、保溫,、隔熱、隔音等多種功能,，以石膏為主的建筑材料具有輕質(zhì),、隔熱、保溫,、吸音,、收縮率小、防震等功能,。
天然沸石具有特殊的等溫吸附性能和高效率的熱交換性能,，針對(duì)這一特性，目前加拿大和美國(guó)已研制開發(fā)出了將太陽(yáng)能作為能源,、具有供暖和制冷功能的沸石墻面材料,。
美國(guó)還研制出一種用硅藻土制成的內(nèi)墻涂料，該涂料可以多次反復(fù)涂抹,，涂料能自然地結(jié)合在一起,，不產(chǎn)生層間痕跡，墻面不反光,，可使室內(nèi)光線柔和,，并且內(nèi)墻顏色可隨室內(nèi)溫度的變化而變化。
粉狀石墨過(guò)去用途很有限,。最近有資料介紹,，粉狀石墨可用于制備具有功能型的水泥材料，如制備具有導(dǎo)電性能的水泥基涂料,、砂漿,、混凝土摻和料等，可應(yīng)用于工業(yè)上防靜電,，建筑物屏蔽電磁波等,。
沸石,、硅藻土、石鹽,、石膏,、滑石、方解石,、白云母,，水鎂石、蛇紋石,、雄黃,、雌黃、硼砂,、辰砂,、明礬石，麥飯石等一些非金屬礦物和巖石還具有吸附有害物質(zhì)或藥用功能,，是生產(chǎn)保健型生態(tài)建材的重要原材料,。不久前，瑞典科學(xué)家研究出一種硅藻土涂料,，能吸附帶臭味的分子,，而這些分子難以靠通風(fēng)排除，從而達(dá)到凈化空氣的目的,。浴室和廚房?jī)?nèi)很容易滋生微生物,，日本科學(xué)家研制出一種能自行殺滅細(xì)菌的瓷磚，這種瓷磚的表面涂有一層TiO2,，在此涂層上覆蓋兩層銅銀混合物,，當(dāng)瓷磚表面吸收光線時(shí)，金屬離子就會(huì)活躍起來(lái),，使接觸到瓷磚的細(xì)菌無(wú)法生存,。
另外，一些非金屬礦物和巖石還具有藥用功能,，據(jù)有關(guān)資料介紹,，可用于醫(yī)療、保健,、降解毒性物質(zhì)等方面的藥用天然礦物有70余種,，其中大部分為非金屬礦物和巖石。這些藥用礦物和巖石既有外用的,，也有內(nèi)服的,。因此，有可能利用具有藥用功能的非金屬礦物和巖石開發(fā)和生產(chǎn)出能直接促進(jìn)人類健康的醫(yī)用產(chǎn)品,。
非金屬礦在環(huán)保方面的應(yīng)用
在環(huán)保中使用的具有通道結(jié)構(gòu)的非金屬礦物可分為兩種類型,。一是在礦物的晶體結(jié)構(gòu)中存在結(jié)構(gòu)通道,，如蛭石、蒙脫石,、坡縷石、沸石等,；二是由于礦物內(nèi)部特殊的排列方式具有孔狀結(jié)構(gòu),，如硅藻土、蛋白土等,。
坡縷石和海泡石由于有較大的比表面積及一定的陽(yáng)離子交換容量,，因而有良好的吸附性能，并具有選擇性,，對(duì)極性分子,，主要是水和氨具有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)醇,、酸,、醛、酮及正烯等有機(jī)分子也具有一定的吸附能力,。將坡縷石改性后可用于處理印染廢水，0.5％的添加量即可使處理后的印染廢水,，達(dá)到回收利用的標(biāo)準(zhǔn),。坡縷石吸附劑使用后，可利用焙燒的辦法實(shí)現(xiàn)再生,，再生后的坡縷石吸附劑,，其吸附能力基本保持不變,。此外,，坡縷石還可用于處理含重金屬的工業(yè)廢水,。
蛭石有良好的陽(yáng)離子交換性和吸附性，因此,，在農(nóng)業(yè)上主要用作土壤改良劑。例如蛭石可以改善土壤的結(jié)構(gòu),，蓄水保墑，能提高土壤的透氣性和含水性,，使酸性土壤變?yōu)橹行酝寥�,，起到緩沖作用，阻礙pH值的迅速變化,，使肥料在作物生長(zhǎng)介質(zhì)中緩慢釋放，且允許稍過(guò)量地使用肥料而對(duì)植物無(wú)害,。此外,，蛭石還可向作物提供自身含有的鉀、鎂,、鈣,、鐵以及微量錳、銅,、鋅等元素。蛭石對(duì)干旱地區(qū)砂質(zhì)土壤的改良效果更為突出,。
蛭石還可以用作工業(yè)廢水、廢液的離子交換劑和吸附劑,，放射性元素和重金屬元素的吸收劑和固定劑,，大面積油污的處理劑等。
蛭石還對(duì)某些放射性元素有吸附能力,，對(duì)Cs還具有固定作用，可作為核廢料的處理劑,。
近年來(lái),，國(guó)外開展了利用蛭石來(lái)處理含重金屬?gòu)U水的研究。俄羅斯科學(xué)家研究了蛭石和膨脹蛭石對(duì)Ni2＋,、Cu2＋等離子的吸附能力,，并在實(shí)際凈化工作中應(yīng)用,。
天然沸石以其良好的離子交換,、吸附、催化,、耐酸,、耐熱、耐輻射等性能,，已被廣泛用于石油化工,、環(huán)保,、農(nóng)牧業(yè)、建材,、輕工業(yè)及尖端技術(shù)等諸多領(lǐng)域,。利用沸石的離子交換性能可以達(dá)到處理廢水的目的。沸石在去除有機(jī)物質(zhì),、放射性物質(zhì)以及除氟,、除鉻、除砷等方面都有明顯的效果,，適用于處理冶金和機(jī)械加工企業(yè)排放的污水,，可以清除和回收廢水中如鋼、鋁,、汞等有害人體健康的重金屬,。
硅藻土、蛋白土呈微孔隙結(jié)構(gòu),，具有較大的比表面積和很好的吸附過(guò)濾性能,，國(guó)內(nèi)外普遍用作過(guò)濾材料，在環(huán)保領(lǐng)域中可用來(lái)去除水體中油污,、有機(jī)物,。
石棉也是一種重要的非金屬礦物，它具有耐熱,、隔熱,、絕緣、耐化學(xué)腐蝕,、吸附性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)良性能,，但對(duì)人體有害,，目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家限制或禁止使用石棉。最近日本科學(xué)家研究出一種利用城市垃圾和石棉生產(chǎn)新型建材的技術(shù),。他們將垃圾灰與石棉按一定比例混合,，進(jìn)而形成強(qiáng)度高、硬度大的燒結(jié)體,，可以作為吸附材料和觸媒載體,，從而實(shí)現(xiàn)了垃圾資源化、石棉無(wú)害化,。
