提升开采水平,严格实行有序、分层开采,认真做好复垦等生态恢复工作,保护环境;在采矿企业全面推行选矿技术,建立选矿中心,分级分品种向生产企业提供所需原料,以实现优矿优用、合理高效利用、综合利用。
2.重大关键性、共性技术攻关
围绕凹凸棒石黏土全行业的共性、关键性技术问题,以及将重点发展的环保和生态治理材料、日化制药及生物工程材料、高分子有机无机合成材料、化工催化材料、纳米功能材料、农业材料等六大领域,着力进行关键技术、产品的研发和凹凸棒石黏土新应用领域的拓展性研究。
(1)基础研究。进一步深化基础研究,着力挖掘凹凸棒石黏土的特有性能和功能,为开发基于这些特有性能和功能的“不可替代”型产品提供充分的理论依据和技术基础。
(2)选矿技术。现有凹凸棒石黏土企业一方面缺乏地质资料,对矿层的矿物组成及化学成分不够了解,另一方面缺乏X-射线分析仪等检测设备,不能对矿石进行现场测试,致使在资源利用上处于盲目状态,一方面未能最大限度发挥资源作用,造成了资源浪费,另一方面由于矿石组份波动大而引起产品质量波动。如何用科学的方法,有目的地分类采矿、选矿,是盱眙凹凸棒石黏土行业的重大
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关键、共性技术之一。2009年前,江苏省凹土工程技术研究中心配备必要的测试设备(如:X-射线分析仪,红外光谱,电子探针,透射电镜等),增加测试项目,提高测试能力和水平。科学、彻底地查明矿层的矿物组成及化学成分,为凹凸棒石黏土企业科学合理利用资源提供依据保证。
(3)提纯技术。凹凸棒石黏土资源常伴有白云石、方解石、蛋白石、石英和少量重金属等矿物,在日化制药、高分子合成、纳米功能材料等领域,低品位的凹凸棒石黏土(含量30%左右),只有经提纯后才能保证产品性能稳定,实现深度开发利用,提高产品的档次。凹凸棒石黏土提纯从应用要求可分二类,一是用于药用、化妆品及其他特殊用途,要求纯度高(凹凸棒石黏土含量≥90%,有害成分含量低或无);另一是用于一般工业用途如高分子合成等,主要要求组分稳定(一般要求凹凸棒石黏土含量达到85%,其他成分相对稳定)。从加工方法也可分二类,一是干法提纯,纯度可达85%以上,辅以其他技术,可满足第二类需求;另一是湿法提纯,纯度可达95%以上,辅以其他技术,可满足第一类需求。干法提纯,得率稍低,但成本也低;湿法提纯,因固液分离难、能耗高而成本较高。因此可根据不同用途和要求采用不同的提纯工艺,以满足市场需求。2010年前,完成凹凸棒石黏土提纯的产业化研究,并实现
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产业化,建成年产5000-1万吨生产线。2015年达到年产8万吨凹凸棒石黏土提纯生产能力。
(4)超细、纳米技术。凹凸棒石黏土是天然纳米材料,在1μm到0.3μm为超细粉,低于0.1μm(100nm)为纳米级。凹凸棒石黏土用湿法分散解聚可达到纳米级,干法粉碎只能达超细粉。凹凸棒石黏土经超细粉碎、表面改性就可广泛应用于涂料、日化、制药、高分子材料等领域。凹凸棒石黏土经特殊的解聚、分离、浓缩、改性、干燥、粉碎等加工手段制成纳米凹凸棒石粉(直径20-40纳米,长1微米),或纳米母料、纳米凹凸棒石膏等,应用于高档功能材料,赋予特殊的力学、电磁学、光学、热学等性能。2008年前,完成凹凸棒石黏土超微细的产业化研究,并实现产业化。2010年完成纳米凹凸棒石产业化研究并实现产业化,2015年达到年产3万-5万吨纳米凹凸棒石生产能力。
(5)漂白技术。凹凸棒石黏土中因含有Fe2O3(一般在2-7%),因此在低温下呈灰色和粉红色,在高温下呈淡红色和黄色,从而限制了其在日化、高分子合成、造纸、油漆等领域中的应用(这些领域一般要求凹凸棒石黏土的白度能>85%或≥90%)。由于Fe3+参与晶格组分,一般不易臵换。2010年前,相关企业与科研单位联合攻关,通过物理磁选、化学还原、生物漂白或其它办法解决凹凸棒石
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黏土的白度问题,2012年在行业内推广应用。使产品在洗涤助剂、造纸、日化、涂料等方面得到使用。
(6)改性技术。凹凸棒石黏土是无机物,与许多有机物不具备相容性,成为凹土与有机物、高分子合成等领域中应用的一个关键性瓶颈问题。为了使凹凸棒石黏土有机化,改变其亲油、亲水、疏油、疏水性能,必须用改性剂进行表面改性。应根据不同的用途选择不同的改性剂,对凹土进行有机改性,以实现其在涂料、油漆、油墨、橡胶、塑料、电器、电缆、胶黏剂、造纸、精细化工及化妆品中的应用,显著提高产品附加值(如美国的有机膨润土作涂料防沉剂和触变剂出口到中国是3000美元/吨以上)。2010年前,完成技术攻关和产业化研究,2012年实现产业化,2015年达到年产5万吨改性凹凸棒石黏土生产能力。
(7)复合、聚合技术。根据非矿材料的研发经验,单一非矿材料会有其性能上的局限性,如装饰材料释放的毒气主要由四种气体组成,而凹凸棒石黏土只能吸二种,沸石能吸其它二种,若组合成一个组合体就能解决全部问题。因此,开展凹凸棒石黏土与其他材料的复合、聚合研究,对于拓宽凹凸棒石黏土的应用领域,尤其是在环保和生态治理材料、化工催化材料、农业材料等领域中的应用,具有重大意义。2015年以前,要重点围绕凹土在生态恢复、
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污水处理、保水材料、土壤改良等方面的应用,开展复合、聚合技术研究,并实现产业化。2010年完成凹凸棒石黏土与淀粉杂化的研究和中试,完成凹凸棒石黏土丙稀酸合成保水材料工艺研究和生产线的建立。2015年使有机无机杂化合成材料系列产品的产量达到5万-8万吨/年。
(8)标准化技术。国内凹凸棒石黏土产业发展较迟,产品技术标准和测试方法没有统一规范,这是制约目前凹凸棒石黏土行业在新产品开发、企业生产、市场营销和拓展应用上的瓶颈问题之一。目前我们已开始这方面的研究工作,但涉及面还很小。为保障凹凸棒石黏土产业健康发展和科研工作的需要,拓展市场应用领域,规范市场行为,急需建立相对完整的凹凸棒石黏土产业产品技术标准和测试方法。由凹土行业协会牵头,联合相关企业和科研单位共同完成,2010年前,完成产品行业标准4个以上,2015年达到10个以上。
3.重大目标产品
重点围绕环保和生态治理材料、日化制药及生物工程材料、高分子有机无机合成材料、化工催化材料、纳米功能材料、农业材料等六大领域,以提高产品关联度、拉长产业链为目标,着力研发以下重大产品。
(1)环保和生态治理材料。重点通过改性及聚合、复
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