如何点“石”成“金”――中科院专家解密“凹凸棒石”

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中信。江苏，3月22日:如何把“石头”变成“金子”——中国科学院专家解密“凹凸棒石”

记者张素

“化石为金”的传说在现实中上演。22日，记者随同中科院科学通讯处记者江苏来到江苏省盱眙，听取了中科院盱眙凹土应用技术与产业化中心科学家分析“石”转化为“金”的情况。

“石头”领先

1862年，俄罗斯学者首次发现凹凸棒石。1976年，中国科学家在江苏省六合市发现了一大片土状凹凸棒石粘土。

科学家解释说，凹凸棒石是一种长1至5微米、宽20至70纳米的棒状晶体，是一种天然的纳米结构矿物材料。

科学家发现盱眙凹凸棒石具有最大的工业开发价值和储量——8.89亿吨凹凸棒石粘土矿，拥有世界详细勘探资源的48%和国内总量的74%。

“美国在1931年开始开发和利用凹凸棒石，但它们的资源已经枯竭，我们的资源仍然处于领先地位。”中国科学院盱眙凹土应用技术与产业化中心副主任郑茂松说。

中国科学院应用技术与产业化中心主任王爱琴在接受采访时说，大约在20世纪90年代，美国购买了大量的中国凹凸棒石，“以每吨100元(人民币，下同)的价格将矿石带走，以产品的形式卖给我们。”每吨2万多元。”他说，在科学家提出盱眙目前的做法是政府统一管理矿石之后，“你不能卖原矿，你必须卖产品。”

科学家开发的凹凸棒玉米赤霉烯酮吸附剂已在江苏神力生物科技有限公司成功产业化。图为生产玉米的工人直接“吸毒”。张素社从4亿元增加到20亿元

“2000年至2009年，盱眙凹凸棒石的产业发展进入政府引导和行业管理时期。但产品附加值低，到2010年底产值还不到4亿元。”王爱琴说。

科学家们分析说，要“化石为金”，必须从三个方面努力:一是突破制约工业发展的关键共性技术；二是为凹凸棒石创新研发团队提供技术支持；三是建立公共测试和服务平台。

2010年6月，中国科学院与盱眙县人民政府联合成立了“盱眙凹土应用技术R&D暨中国科学院产业化中心”，这是中国科学院在中国唯一建立的县级R&D中心。

科研经费、科研人员和研究课题开始趋同，盱眙中心先后引进了兰州化学物理研究所、宁波材料技术与工程研究所、中国科学院、广州能源研究所、中国科学院等机构。该中心培育了5家国家高新技术企业，申请了63项发明专利。

在科技力量的带动下，盱眙有55家凹凸棒石粘土加工企业，生产50多种产品，形成产业集群。2016年，当地凹凸棒土的产值达到20亿元。

“点燃一块石头”的诀窍是什么

凹凸棒土既有独特的结构，又有独特的性质。大多数天然形成的凹凸棒棒状晶体聚集成鸟巢状或木桩状。如果用高速搅拌、超声波、研磨和冷冻等传统方法将它们“分解”，将会破坏晶体的固有纵横比，进而影响其纳米性能的应用。

王爱琴和他的团队花了五年时间，积累了各种处理工艺对凹凸棒土微观结构的影响和棒晶破坏的研究成果，进而开发了“双辊处理-制浆提纯-高压均质-乙醇交换”一体化工艺，在保持凹凸棒土固有长径比的前提下，成功实现了棒晶束的高效解离。

通过技术途径，结果将立即显现。他们开发了凹凸棒石纳米无机凝胶、凹凸棒石油高效脱色剂、凹凸棒石纳米导电材料等高附加值产品，并成功实现了工业化应用。

“变成金子”有什么用

实验室的结果如何惠及成千上万的家庭？盱眙中心及其合作企业递交了一份成绩单。

例如，凹凸棒玉米赤霉烯酮吸附剂已在江苏神力生物技术有限公司成功产业化..记者在工厂看到，一条全自动生产线每年生产1.2万吨定向“瘾君子”玉米，用于促进畜禽养殖业的健康发展。"年销售额达到3000万元."该公司董事长黄表示，计划在2018年生产广谱产品。

也有企业使用白云石凹凸棒石控制太湖蓝藻水华。据介绍，硝酸盐和磷副产物的去除率分别超过80%和95%。

王爱琴对此并不满意。随着凹凸棒石粘土矿的不断开采，低品位杂色伴生矿的比例逐年增加，现有技术无法利用低品位矿石开发相关产品。“今后，该中心将重点关注低品位凹凸棒石的结构演变和增白方面的关键技术突破，同时进一步拓展纳米凹凸棒石的‘味精型’应用。”他说。(结束)

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