我國海泡石的資源十分豐富, 已探明的工業(yè)儲量超過2000萬噸，并且成礦條件好。海泡石是一種含水纖維狀的鎂硅酸鹽粘土礦物, 其結(jié)構(gòu)單元由兩層硅氧四面體和中間一層鎂氧八面體組成, 四面體的頂層是連續(xù)的, 每6 個硅氧四面體頂角相反, 因此形成2∶1 的層狀結(jié)構(gòu)單元、上下層相間排列的與鍵平行的孔道。由于這種特殊的結(jié)構(gòu)使海泡石具有很大的比表面積和很強的吸附性能。我國在礦物海泡石應(yīng)用研究方面取得了重要進展, 現(xiàn)歸納總結(jié)如下。

    一、海泡石用于環(huán)境污染治理

    1、水污染治理

    海泡石對銨離子、重金屬離子、有機物分子等都具有較好的吸附性, 因而廣泛應(yīng)用于水污染治理。張林棟等用不同活化方法改性的海泡石分別加至氨氮質(zhì)量濃度為0.5 mg/L 的廢水中浸泡8 h, 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同方法改性的海泡石對氨氮的吸附量不同, 一定質(zhì)量的海泡石經(jīng)過活化的次數(shù)越多吸附量越大。楊明平等將海泡石經(jīng)NH4•Fe( SO4) 2•12 H2O 改性后, 對鍍鉻廢水中Cr6+具有良好的吸附效果, 在pH值3～6、Cr6+濃度0～35 mg/L 條件下, 按1 L 廢水加入2.5 g 改性海泡石進行靜態(tài)吸附12 h, Cr6+的去除率達(dá)到99.5%。王春智等用改性海泡石處理脫墨廢水, 出水水質(zhì)除pH 外能達(dá)到GB4287- 92 中的I級標(biāo)準(zhǔn), 有處理成本低廉等特點。羅道成等在分析pH、濾速、比表面積等因素對改性海泡石吸附性能影響實驗的基礎(chǔ)上提出: 在pH=5、濾速=5 mL/min,用酸改性比表面積為190 m2 /g 的天然海泡石對冶金廢水中的Pb2+、Hg2+、Cd2+三種離子的去除率均達(dá)98%以上, 低于國際最高容許排放標(biāo)準(zhǔn)。張小禮將海泡石提純活化, 在投加量為10 g/L、pH=8、高速攪拌5 min 后, 沉淀2 h, 可使廢水中Sr2+的質(zhì)量濃度降低到0.067mg/L, 低于國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。高立紅等以海泡石為載體, 對高效脫色菌進行固定化, 用其對酸性紅溶液進行脫色, 有較好的脫色效果。欒亞蘭等采用強迫回流水法制備海泡石/TiO2 復(fù)合材料, 對甲基橙和亞甲基藍(lán)溶液進行脫色實驗, 結(jié)果表明: 制備的海泡石/TiO2 復(fù)合材料對0.05%甲基橙溶液6 h脫色率可達(dá)91.46%; 對0.001%的亞甲基藍(lán)溶液在高壓汞燈照射下6 h 脫色率可達(dá)99.55%; 在有充足太陽光照射的條件下6 h 能達(dá)到97.46%的脫色率并且在進行過光降解實驗后重新煅燒對亞甲基藍(lán)仍有很高的脫色性能, 在實際應(yīng)用中可大大降低使用成本, 具有良好的應(yīng)用前景。

    2、大氣污染治理

    飲食業(yè)排放的油煙已經(jīng)成為城市顆粒物、有機物和揮發(fā)性有機物的重要來源之一, 且含有很多致突、致變、致癌物質(zhì), 所以控制、治理油煙污染有很重要的意義。目前油煙凈化所用的吸附劑以活性炭居多, 但活性炭的價格和運行費用較高。而海泡石不僅具有活性炭的吸附性能而且比活性炭的價格低很多, 因此開發(fā)新型的海泡石吸附劑有很好的經(jīng)濟和社會效益。李彩亭等通過提純和酸活化的工藝流程所制備的海泡石吸附劑對油煙的吸附率比較高,而且海泡石可以通過酸處理重生以重復(fù)利用, 所以海泡石應(yīng)用于油煙吸附劑具有十分顯著的環(huán)境和社會效益。此外, 海泡石對氨氣也有很好的吸附性能,適用于制作動物飼養(yǎng)除氨的去污劑。

    3、土壤污染治理

    隨著采礦、冶煉以及鎘處理工業(yè)的發(fā)展, 鎘污染的問題日益嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查, 我國鎘污染土壤面積達(dá)13 330 hm2。鎘污染不僅影響作物生長發(fā)育, 還會殘留在植物體內(nèi)通過食物鏈進入人體, 有關(guān)鎘污染土壤的改良問題已引起人們的重視。李明德等通過人工模擬污染、采用盆栽試驗的方法, 研究了海泡石對鎘污染土壤的改良效果, 試驗結(jié)果表明: 海泡石能顯著促進空心菜的生長、抑制空心菜對鎘的吸收、降低空心菜植株體內(nèi)鎘的濃度, 同時, 由于海泡石具有很大的表面積和較大的吸附量, 可降低土壤鎘的有效性。因此海泡石是理想的鎘污染土壤的改良劑。

    二、海泡石在農(nóng)業(yè)及農(nóng)副產(chǎn)品加工上的應(yīng)用

    1、農(nóng)藥殺蟲劑

    目前人們掌握的消滅害蟲的方法有很多的局限性, 尤其是長期使用殺蟲劑會使害蟲產(chǎn)生抗藥性, 在保證殺蟲效力和安全性的前提下, 人們研究開發(fā)了一種新型的涂料—殺蟲涂料, 該涂料不僅能干燥涂料表面還能毒殺與之接觸的害蟲。而研制殺蟲涂料的關(guān)鍵就是解決殺蟲劑與涂料體系的相容性問題及殺蟲效果的耐久性問題。李玉平等以改性海泡石為載體, 以滅蠅胺、氯菊酯、避蚊胺為殺蟲劑, 制備了具有殺蟲功能的建筑涂料, 實驗表明, 海泡石是一種優(yōu)良的殺蟲劑吸附載體和緩釋材料, 對提高殺蟲效果的耐久性具有很大的意義。

    2、飼料添加劑應(yīng)用

    有研究表明: 海泡石顆粒能使飼料中的維生素、礦物成分和抗生素等微量成分均勻分布且腸道吸收的維生素和礦物質(zhì)同微量元素不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不影響其吸收。戴廷燦等選取較常用的飼料添加劑載體碳酸鈣、谷殼粉、海泡石粉作為研究對象,以乳酸乙酯為吸附質(zhì), 分別得出了3 種載體的吸附等溫式。研究表明海泡石是一種相當(dāng)強的吸附劑, 良好的飼料調(diào)味劑的載體。湖南省礦產(chǎn)測試?yán)�用研究所研制出海泡石礦物飼料添加劑, 經(jīng)試驗, 在畜禽飼料中添加一定劑量添加劑, 豬的平均日增重提高8%～20.5%, 飼料報酬提高6%～14%, 飼養(yǎng)期縮短20天左右; 仔雞平均日增重提高6.17%～16.6%, 飼料報酬提高3.6%～8.67%。

    海泡石的比表面積大, 活性產(chǎn)物得以滯留并且海泡石的交換能力和表面鐵的含量都較低, 這使其適于做發(fā)生氧化降解的藥物的賦形劑, 在胃腸壁上形成凝膠保護腸道黏膜, 在動物消化道內(nèi)選擇性吸附NH3、H2S、CO2 等氣體和一些有害元素Pb、As、Cd等, 而將含有的有益元素釋放出來, 從而改善消化道的生理環(huán)境和促進消化液的吸收。

    海泡石作為廉價高效的飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)。但天然海泡石表面酸性弱, 通道小, 熱穩(wěn)定性差, 吸附性和離子交換性很弱, 其吸附作用的發(fā)生不需要外界的協(xié)調(diào), 在有水分存在時, 水分越多占據(jù)的表面越大, 導(dǎo)致其吸附性能急劇下降, 故依照GB8830- 88 中的規(guī)定, 飼料添加劑載體的水分含量應(yīng)小于5%。

    3、食用油的脫色精制

    市場上未經(jīng)處理的食用菜油顏色深、油煙大、黃曲霉素含量較高。在傳統(tǒng)的油脂深加工食用油脫色處理中, 使用的多是以膨潤土為主的活性白土。羅北平等利用硫酸活化的海泡石用于植物油脫色,結(jié)果表明: 海泡石活性土脫色效果優(yōu)于國產(chǎn)活性白土, 可作為一種新型的植物油脫色劑, 緩解了市場上活性白土供不應(yīng)求的情況。

    三、海泡石在化工催化劑及其載體上的應(yīng)用

    海泡石本身就有催化作用, 同時又是一種很好的催化劑載體。用海泡石作催化劑可將乙醇轉(zhuǎn)化為乙烯。在無碳復(fù)寫紙中, 海泡石的催化性和吸附性可使其充當(dāng)顯色劑。海泡石與鈷的酸溶液、偏鋁酸銨的水溶液和鎂鹽水溶液分別進行離子交換得到的海泡石催化劑與鈉交換沸石混合可廣泛用于各種碳?xì)浠�合物的氫化反�?yīng)中, 尤其適用于重油的脫硫、脫氮和脫金屬。李麗等采用浸漬法制備了負(fù)載IB 族元素的系列金屬基海泡石, 用氣象色譜等手段對制得的金屬基海泡石對NO 的吸附性能進行研究。實驗結(jié)果表明: 經(jīng)過酸改性、負(fù)載Cu、Ag、Au 等金屬的海泡石對NO 的吸附能力較之原礦有不同程度的改善,特別是Cu /Sep 對NO 的吸附能力最為突出, 飽和吸附量可達(dá)108.2 mg/g, 有良好的應(yīng)用前景。

    四、海泡石在建筑方面的應(yīng)用

    隨著社會的不斷進步, 人們對居住環(huán)境的要求越來越高, 而建筑用的涂料是否美觀、有無刺激性氣味成為人們買房時的重要標(biāo)準(zhǔn)。海泡石因為具有比表面積大、吸附性好等特點被當(dāng)作涂料添加劑而得到廣泛應(yīng)用。在涂料中加入海泡石能增加涂料的懸浮性, 為涂料提供合適的粘度。另外, 海泡石也能覆蓋在顏料質(zhì)點上, 使涂料具有良好的色澤、去污漬性、耐磨性、平整性和熱穩(wěn)定性以及不發(fā)霉等, 因此,海泡石是涂料工業(yè)的一種理想原料。在建筑乳膠漆的生產(chǎn)過程中, 要達(dá)到理想的穩(wěn)定的物理化學(xué)性能和施工所要求的流變性能, 必須加入一定量的流變劑, 當(dāng)海泡石作為增稠流變劑時具有提高涂料的耐水性和耐擦洗性、不存在揮發(fā)性物質(zhì)、無毒、無味、無刺激性的作用, 以及廣泛的pH 值適應(yīng)性和增稠能力強等優(yōu)點。王國建等研究了海泡石為填料時對水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料性能的影響, 結(jié)果表明, 通過添加適量的海泡石, 水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層膨脹狀況、防火性能和耐水性能都有很大的改善。抗菌劑是一種具有抑菌、殺菌性能的新型功能材料, 可分為有機類、無機類和天然類三大種, 其中無機抗菌劑具有良好的耐熱性、廣泛的適用性、價格低廉以及具有自潔功能倍受人們關(guān)注。有研究表明:將海泡石提純后用熱酸活化, 得納米級活化海泡石,再與AgNO3 反應(yīng)或與納米TiO2 復(fù)合而制得抗菌良好的抗菌劑, 再將此抗菌劑以4%～6%比例加入到建筑涂料苯丙乳液涂料中, 殺菌效果良好, 滅菌率達(dá)99%。蘇小麗利用海泡石粘土為吸附載體,對載銀抗菌劑能力進行前期的定性分析。通過控制適當(dāng)?shù)臏囟葪l件, 經(jīng)吸附和離子交換, 得到含銀離子的無機抗菌劑的母料, 再將一定量的母料和助溶劑在低于1 000 ℃的環(huán)境中燒制, 然后進行超細(xì)粉碎得到的抗菌劑具有很好的抗菌效果。

    五、海泡石的其他方面應(yīng)用

    海泡石用于電焊條生產(chǎn)。海泡石因為其結(jié)構(gòu)為纖維狀、團絮狀、有很強的黏塑性和吸附性還具有良好的流變性被周文浩用于代替E4303 電焊條涂料, 對焊條工藝性能、理化性能影響不大并成功應(yīng)用于實際生產(chǎn), 每噸可節(jié)約成本10 萬元, 極大地降低了電焊條生產(chǎn)的費用。海泡石還被用于漂白劑、除臭劑、吸毒劑、酒水的凈化劑、日用化妝品中的懸浮劑和觸變劑及卷煙的過濾咀。海泡石在航天領(lǐng)域已經(jīng)成為很值得研究的課題。海泡石應(yīng)用研究已經(jīng)取得重要成果, 隨著研究的深入必將取得更廣泛的應(yīng)用。