如何更好地開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出能直接促進(jìn)人類(lèi)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(lèi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出能直接促進(jìn)人類(lèi)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(lèi)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(kāi)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。
