中國粉體網訊 非金屬類環保礦產，具有很好的脫色、吸附、表面改性、中和、高膨脹及高流變性、親水性和親油性、陽離子交換等物理和化學性質，具有儲量大、無二次污染的特性，適用范圍廣、發展前景好等特點，大量用于大氣、水、土壤污染處理防治。
1、非金屬礦物材料在環保領域的作用
（1）土壤改良
利用一些礦物巖石陽離子交換性質、選擇性、吸附性、酸堿性等特殊的物理化學性質，能夠改變土壤的物化性狀，增加土壤的保水、保肥能力，效果顯著。如沸石、膨潤土、浮石、蛭石、硅藻土、海泡石是利用礦物的通氣性和膨脹性來改良土壤結構；如高嶺土、膨潤土、石灰巖、泥灰巖、火山灰、蛇紋巖是利用礦物的吸附性、粘結性和陽離子交換性防止水土流失；如沸石、石灰巖、石膏、碳質巖是利用礦物具有酸堿性的特征，來改善土壤的酸堿度等。
（2）治理污水
利用坡縷石和海泡石具有的孔狀結構，來處理有機廢水；利用蛭石具有片狀結構、良好的高分子交換性和強吸附性，能作金屬廢水的處理介質；利用蒙脫石、凹凸棒土、沸石等比表面積大、離子交換性高及吸附性能優良的性質，來處理生活廢水、工業廢水，去除廢水中的重金屬離子（如Ni2+、Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cr2+、Al2+等）、有機污染物及磷酸根離子等，并且吸附后具有優良的脫附效果，能夠二次使用。
（3）凈化氣體
利用膨潤土、海泡石、坡縷石、高嶺土等比表面積大、吸附性強的特性作為吸附、過濾材料，處理臭氣、毒氣（如NH3等）等有害氣體；利用經表面改性的粘土礦物處理固體垃圾，并可防止二次污染；利用膨脹石墨治理大氣污染和海洋油類污染。另外，天然沸石、海泡石、蒙脫石、坡縷石等，在國防工業、核工業、航天工業中防毒、防輻射等方面也有很好的應用。
（4）生態建材
利用沸石、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石、浮石、海泡石等非金屬礦具有體輕、導熱系數小、耐高溫、吸音等特點，能夠生產安全健康型生態建材；利用滑石、石膏、方解石、高嶺土、蛇紋石、麥飯石等非金屬礦具有吸附和藥用功能，能夠生產保健型生態建材；硅灰石、長石、透輝石、霞石、正長巖、玄武巖等，能夠生產節能型生態建材。
新形勢下，環保礦產面臨前所未有的機遇。以節能保溫礦物材料、室內空氣凈化和溫度調節材料、抗菌材料、負陽離子釋放材料、污水凈化材料、碳酸鈣木塑地板等為代表健康環保型礦物材料正在興起，也體現了新的趨勢。
2、非金屬礦產在環保領域研究進展
（1）凹凸棒石
通過加熱改性，YIN等將700℃處理后的富鈣凹凸棒石（NCAP700）與富營養化湖泊沉積物進行共培養，結果表明NCAP700將表層沉積物中34.5%的移動態磷轉化為穩定態磷，有效抑制了磷的釋放，且在厭氧條件下也能顯著降低上覆水和底泥孔隙水中的磷通量和磷濃度。此外，YIN等發現當水里停留8h時，凹凸棒石對進水磷（9.74～11.4mg/L）的平均去除率達到93.1%～95.4%，且在一定范圍內，隨水力停留時間增大，除磷性能會增強。
孔明等的研究表明天然凹凸棒黏土對Cr6+的理論最大吸附量為67.57mg/g，將凹凸棒石添加到含重金屬的底泥中后，底泥中的鉻由不穩定的酸溶態和可還原態轉化為了穩定的可氧化態和殘渣態，表明凹凸棒石可以吸附和固定重金屬。
WANG等以負載染料的凹凸棒石黏土廢料為原料，制備了一種環保型的硅酸鹽/碳復合吸附劑，該復合吸附劑對四環素、結晶紫和亞甲基藍的最大吸附容量可達319.8、244.4、281.7mg/g。張建民等采用溶劑熱法制備的新型磁性氧化石墨烯-凹凸棒石復合材料，對亞甲基藍的去除效率達98.64%，且對實驗完的磁性復合材料用磁鐵進行分離回收，回收率達98.67%。以上兩種新型復合材料不僅對有機物具有極高的凈化潛力，而且解決了廢棄凹凸棒石的污染問題，可作為紡織印染廢水和抗生素廢水凈化的理想吸附劑。
王家宏等利用偶聯劑將重金屬螯合劑四乙烯五胺修飾在凹凸棒土表面，制得的復合材料對Cr6+最大吸附量達到了270.8mg/g。HUANG等采用水熱焙燒法制備的MgO-ATP吸附劑能同時吸附Pb2+和Cd2+，最大吸附量分別為127.6、25.3mg/g，比原凹凸棒石提高了2～3倍，有望成為一種性能優良的重金屬污染環境修復吸附劑。
（2）膨潤土
趙秋香等將-SH（巰基）基團嫁接到酸活化后的鈣基蒙脫石上，得到蒙脫石-OR-SH復合礦物材料，處理Cd污染土壤，結果表明，經復合材料處理后，土壤中Cd的可交換態（水溶態和離子交換態）含量下降64.51%，下降幅度遠高于單一蒙脫石材料，同時抑制小白菜對Cd的吸收降幅達57.14%。
孫志勇等采用CTAB和殼聚糖復合改性膨潤土吸附活性紅X-3B,結果表明,復合改性膨潤土層間距由1.245nm增大至1.718nm,對100mgL的活性紅X-3B模擬廢水的去除率可達99.15%,吸附劑經NaOH液浸泡再生6次后去除率仍在60%以上,可循環利用。
（3）沸石
MariaVisa以較低的成本合成出比原料粉煤灰比表面積大10倍的沸石,對廢水P2+的去除效率大大增加。
李政等將粉煤灰合成出的NaP型沸石用于石油化工廢水中總氮和總磷的去除中,去除效率分別為65.5%和91.4%。
鄒紫今等將羥基磷灰石與沸石以1:2的比例混合，制成混合固化劑處理Cd、Pb污染土，并進行水稻田間實驗，數據顯示，當施加量為1.8kg·m-2時土壤中Pb和Cd的DTPA提取的有效態態含量分別降低69.6%和62.0%，亦能使水稻糙米中Cd和Pb含量下降48.5%和17%。
此外，將改性粉煤灰沸石用于造紙廢水處理,用粉煤灰沸石作為催化劑處理苯酚廢水,合成粉煤灰沸石固磷劑用于除磷,制備氟離子吸附劑除氟等,都預示著粉煤灰沸石在防治污染、提高環保效益方面前景廣泛。
（4）海泡石
通過熱、無機或有機改性后海泡石的吸附性能較普通海泡石有了較大提升，其回收能力也得到了改善，使其在土壤修復、空氣凈化、改善水體質量等領域均表現出極好的應用前景。
許璐等將海泡石與石灰以不同比例施加到Cd污染大田中，并種植玉米，當施加量為石灰6.6t·hm-2海泡石9.9t·hm-2時，玉米根、莖、葉和籽粒中重金屬Cd的含量對比CK顯著降低，分別降低了70.27%、61.54%、46.51%和44.23%，也可略微提高玉米產量。
劉瑞瑞團隊通過水解沉淀后進行灼燒的方法合成了具有蜂窩狀介孔的TiO2/改性海泡石復合材料用以催化空氣中的甲醛分解，經過測試在550℃，且TiO2/改性海泡石質量比為1∶2的條件下，該催化劑獲得了光學、吸附甲醛和光催化性能的最佳組合，經過12h催化分解后甲醛去除率可達88%。
劉瑩等利用共沉淀法將Fe3O4納米顆粒附著在海泡石表面后利用多巴胺對其進行包覆，制備出一種復合改性海泡石。利用亞甲基藍溶液模擬其對有色印染廢水的吸附能力。多巴胺會在堿性條件下形成具有黏性的聚多巴胺增強海泡石的吸附能力，其對甲基藍的最大吸附容量可以達到749.14mg/g。
（5）高嶺土
王任遠利用無機鐵基、有機、有機無機聯合改性等改性方法改性高嶺土，實驗證明，無機改性方法使高嶺土比表面積從9.22m2·g-1增加至14.25m2·g-1，孔徑從3.03nm增加至3.82nm，更利于進行陽離子交換。在處理重金屬污染土壤上表現為，無機鐵基改性高嶺土相比其他改性方法能使污染土中更多的Cd可還原態轉化為殘渣態，投加量為3%時殘渣態由34.47%分別提高到59.53%。對于被重金屬污染的工程建設用地,高嶺土由于可塑性與吸附性兼備的特點,也有著良好的應用。
黃明等采用化學方法制取了磁性高嶺土，研究了吸附劑用量、pH值、時間對磁性高嶺土吸附Pb2+的影響，并進行了對比試驗。結果表明，吸附很快達到平衡，Pb2+的去除率達到99%以上。
結語
環保礦物種類繁多，非金屬環保礦物中凹凸棒土、膨潤土、沸石、海泡石、高嶺土等材料應用廣泛。不過，水、土壤、大氣等復雜的環境中，污染源眾多，對環保材料的性能要求也存在差異，對非金屬礦物環保材料的利用也應充分的揚長避短，既要劃分種類，也要協同治理。
參考來源：
谷一鳴，等：海泡石改性材料在環境保護中的研究進展，蘭州理工大學
常柳，等：礦物材料在重金屬污染土壤修復中的應用，遼寧科技大學
褚琳琳，等：粉煤灰制備沸石的合成方法研究及環保應用，山東省威海生態環境監測中心
王柔，等：凹凸棒石的改性及其在水環境領域的研究和應用，中國科學院大學
王澤龍，等：膨潤土改性和復配及在廢水處理中的應用進展，鄭州大學
陳平，等：高嶺土在水處理中的應用研究進展，東北石油大學
韓張雄，等：環保礦產的功能及其應用展望，陜西省地質礦產實驗研究所
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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