未來10年，極具發展“錢”景的10大類礦物功能材料！

礦物功能材料主要是以非金屬礦物或經過選礦、初加工的非金屬礦為原料，在充分發揮非金屬優異的離子交換性、吸附性、懸浮性、可塑性、化學穩定性以及電學、熱學等性能的基礎上，經過深加工或精加工制備的具有獨特功能的材料。根據功能及應用方向的不同，礦物功能材料可以分為工業填料、熱功能材料、電功能材料、光功能材料、吸波屏蔽材料、催化載體材料、吸附材料、流變材料、粘結材料、生物醫藥材料等。

1、工業填料

      工業填料是具有一定化學成分、顆粒形狀和表面性質的礦物粉體材料，如高嶺土、滑石、碳酸鈣等。近年來，研究主要集中在提升材料自身特性、降低材料生產成本、開發具有新功能的產品以及提高資源綜合利用水平等方面：提升材料自身特性，包括白度和細度等。如采用重選、磁選和化學漂白等聯合工藝提高高嶺土填料的白度，開發超細碳酸鈣、活性碳酸鈣等超細碳酸鈣產品。降低材料生產成本。如采用硫酸鉸做增白劑降低高嶺土鍛燒溫度，采用二氧化硫脈代替保險粉做高嶺土漂白藥劑等。

      開發新功能產品。如以云母粉復配重晶石和鈦白粉等制備反射型隔熱水性環保涂料，采用機械化學法制備滑石/TiO2復合粉體顏料等。提高資源綜合利用水平，主要是廢舊資源循環再利用。如廢棄邊角料生產碳酸鈣粉體，以及利用云母粉和高密度聚乙烯協同補強實現廢舊PP的回收再利用。

2、熱功能材料

      熱功能材料包括導熱材料和保溫隔熱材料，主要有石墨、珍珠巖、蛭石等。近年來，研究主要集中在制備高導熱柔性石墨片和阻燃型有機保溫材料、提高無機保溫材料保溫性能、改善鎂碳磚應用性能等方面：制備高導熱柔性石墨片。采用膨脹石墨壓延法制備高導熱柔性石墨膜或柔性石墨片，其制備過程無需高溫高壓技術，工藝簡單，價格低廉，可批量生產。

      制備阻燃型有機保溫材料。如以可膨脹石墨、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等作為阻燃劑，加入到聚氨酯、酚醛樹脂等有機材料中制備復合保溫材料，提高有機保溫材料的阻燃性能。提高無機保溫材料的保溫性能。如利用膨脹珍珠巖加入SiO2氣凝膠、閉孔珍珠巖加入鋁礬土耐火骨料、蛭石加入覆蓋劑中等方法提高材料保溫性能。改善鎂碳磚的應用性能。通過改善結合炭的炭結構、優化鎂碳磚的基質結構以及采用高效抗氧化劑等方法提高鎂碳磚的熱震穩定性及抗渣滲透性等。

3、電功能材料

      電功能材料包括導電材料和絕緣材料，主要有石墨、石英、云母等。近年來，研究主要集中在制備石墨烯導電材料、高性能鋰離子電池負極材料、環氧導靜電涂料、石英半導體材料等導電材料，以及制備芳綸云母紙、高導熱少膠云母帶等絕緣材料方面：制備石墨烯導電材料。主要包括兩個方面：一是將石墨烯加入導電聚合物中，如聚吡咯、聚苯胺、聚乙撐二氧噻吩等，提高其導電性、機械性能和熱穩定性；二是在將石墨烯加入絕緣聚合物中，如聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等，使其具備一定的導電性。

      制備高性能鋰離子電池負極材料。如利用納米Si的高可逆比容量和石墨優異的循環性能，制備納米Si/石墨復合負極材料，具有高能量密度和長循環壽命的特點。制備環氧導靜電涂料。如以包覆型導電云母制備環氧導靜電涂料，涂覆在油罐和某些化學品（甲醇、甲苯等）罐內，可以很好的保護罐體的安全。制備石英半導體材料。以高純石英為原料，采用濕法腐蝕、薄膜沉積、退火和薄膜轉移技術制備納米多孔硅薄膜和柔性單晶硅薄膜，應用于太陽能電池。

      制備芳綸云母紙。研究云母粒徑和表面性質、芳綸纖維的形態和用量、納米纖維素的加入、超聲波處理等因素對芳綸云母紙性能的影響。制備高導熱少膠云母帶。高導熱少膠云母帶具有更優的電氣性能，可以有效降低電極絕緣層溫升，有望提高點擊單機容量和效率。

4、光功能材料

      以石英等為原料可以制備光學玻璃、光導纖維、透明石英玻璃管、濾光片等光功能材料。近年來，研究主要集中在提高材料自身性能、制備相關光學產品等方面：

提高材料自身性能，主要是高純石英的制備。如以石英砂為原料，采用破碎分級、堿液擦洗、攪拌酸浸、強酸處理、細磨篩分、強酸再處理的提純工藝流程，可獲得SiO2含量大于99.99%的高純石英產品。制備相關光學產品。如通過溫度、管內氣體壓力、喂料速度、牽引速度等參數，可制備高精度石英玻璃管。

5、吸波屏蔽材料

      石墨、重晶石等可以吸收投射到表面的電磁波、核元素，起吸波與屏蔽的作用。

近年來，研究主要集中在制備石墨吸波材料、水泥基電磁屏蔽材料和核屏蔽材料等方面：制備石墨吸波材料。利用石墨（烯）與各種有機、無機物復合制備吸波材料，如石墨-石膏基吸波復合材料的制備及其在建材行業的應用、改性石墨烯/聚酞亞胺吸波材料的制備等。制備水泥基電磁屏蔽材料。將各種屏蔽材料加入有機、無機基體中，賦予基體一定的電磁屏蔽、核屏蔽性能，如將膨脹石墨、碳纖維復摻入EPS多孔水泥基體中，可明顯提高基體電磁屏蔽效能。制備水泥基核屏蔽材料。將重晶石與水泥基膠凝材料、重骨料及添加劑等混合制備重晶石防輻射砂漿，對Y射線具有良好的屏蔽效果。

6、催化載體材料

      硅藻土、蛭石、高嶺土、膨潤土、凹凸棒土和海泡石等非金屬礦物具有一定的吸附性和催化活性，且耐高溫，耐酸堿，是良好的催化載體材料。近年來，研究主要集中在制備水污染治理、空氣凈化以及化工原料合成等催化材料等方面：制備水污染治理催化材料。以非金屬礦物為載體負載Fe、TiO2、ZnO、CuO、Fe3O4等制備催化劑，對印染廢水、有機污染物、重金屬污染物具有較好的催化降解功能；如Fe3O4/蛭石復合材料吸附鉛，海泡石負載Fe處理水體重金屬污染等。

      制備空氣凈化催化材料。如采用沉積-沉淀法制備Pd-Cu/凹凸棒土催化劑，研究其CO催化氧化性能。制備化工原料合成催化材料。以非金屬礦物為載體制備的催化劑材料在化工原料的催化合成、生產制備中應用，如AlCl3/凹凸棒土用于汽油脫二烯烴，HgCl2/蛭石催化劑用于催化乙炔氫氯化等。

7、吸附材料

      沸石、高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒、膨潤土等非金屬礦物具有較大的比表面積，吸附能力較強，可以制備成助濾劑、脫色劑、干燥劑、除臭劑、抗菌劑、水凈化劑、空氣凈化劑、油污染處理劑、核廢料處理劑、固沙劑等吸附材料。近年來，研究主要集中在制備污染水體治理材料、飲用水凈化材料、空氣凈化材料和土壤改良材料等方面：制備污染水體治理材料。以非金屬礦物為原料，采用有機改性、表面改性、插層改性、微波改性、熱改性、酸改性、機械化學改性等方法制備吸附材料，在處理有機物、重金屬等水體污染效果明顯，如超聲與改性沸石強化處理高濃度氨氮廢水，改性膨潤土對苯酚的吸附等。制備飲用水凈化材料。研究沸石、高嶺土等改性吸附劑對生活飲用水中無機氟的吸附處理，凈化飲用水。

      制備空氣凈化材料，主要在處理氣體和細顆粒物兩方面。在氣體處理上，如利用沸石、高嶺土等吸附處理空氣中N2、CH4、CO2等，以凹凸棒土吸附脫除燃煤煙氣中的汞，利用凹凸棒土制備顆粒狀的干燥劑等；在細顆粒處理上，將硅藻土進行酸改性和羥基鋁后與煤粉混合燃燒，可以有效減少PM0.2的生成。制備土壤改良材料。主要集中在三個方面，一是與農肥混用以達到肥效的緩釋、保肥作用，如在氮肥中加入斜發沸石，可以提高氮肥利用率，達到節水、控氮、高產的目的；二是鈍化土壤中的重金屬，如高嶺土和膨潤土鈍化土壤中的Cd、Pb、Zn、Cu、Cr等重金屬；三是固沙植被，將酸改性凹凸棒土與生物結皮、高分子材料復配制備生物型高分子固沙材料，具有自繁殖能力和生物活性，生產成本低，應用前景廣闊。

8、流變材料

      流變材料主要是利用凹凸棒土、膨潤土等非金屬礦物可以在較低固含量下能形成高透明度、高茹度的膠體，可以制備成觸變劑、防沉劑、增稠劑、流平劑等流變材料。近年來，研究主要集中在制備新型鉆井泥漿、開發高性能油漆涂料助劑、制備面膜用高保水性細菌纖維素等方面：制備新型鉆井泥漿。通過改性膨潤土與凹凸棒土復配、開發新型抑制劑、改善配方等方式改進鉆井泥漿，解決井壁失穩、鉆井液抗溫能力不足等問題。開發高性能油漆涂料助劑。研究膨潤土、凹凸棒土等礦物功能助劑對涂料、油漆的懸浮性、觸變性、抗流掛性能的影響，開發具有高性能油漆涂料助劑。制備面膜用高保水性細菌纖維素。采用膨潤土無機凝膠作為外源底物，通過原位發酵技術對細菌纖維素進行改性，實現細菌纖維素的高保水性能，更好的應用于保水面膜等日用行業上。

9、粘結材料

      粘結材料是通過物理、化學等作用，可以將不同種類、零散的材料粘結在一起，制成有一定機械強度的復合固體的物質，如膨潤土、海泡石、凹凸棒土等。近年來，研究主要集中在制備冶金粘結劑、植物生防制劑粘結劑、型煤粘結劑、廢水治理建材粘結劑等方面：制備冶金粘結劑。研究發現單一的膨潤土粘結劑生產球團礦時，其成球效果不佳，而采用有機粘結劑或其他鎂質粘結劑與膨潤土粘結劑復配對生球強度、TFe含量、成球強度等均有提高。

      制備植物肥料粘結劑。利用凹凸棒土作為粘結劑，以馬鈴薯殘渣作為固體培養基生產的長枝木霉顆粒均勻、表面光滑、顆粒強度高，且保存時間更長，對植物病害防治效果良好；以凹凸棒土為粘結劑，以生物質炭為基體制備生物炭基尿素，研究其結構、性能、重金屬吸附和肥料緩釋等。制備型煤粘結劑。以膨潤土為粘結劑制備型煤，考察型煤的冷強度、熱強度、熱穩定性等。制備廢水治理建材粘結劑。以膨潤土做粘結劑，利用牡蠣殼、煤粉燒制空心磚，對廢水的Cu2+、Zn2+有很好的去除效果。

10、生物醫藥材料

      非金屬礦物都具有一定的藥用價值，其作用緩和、持久、療效穩定且無副作用，在國內外醫藥領域中均占有重要地位，可以制備藥品及保健品、藥物載體、飼料添加劑、抗菌劑、化妝品添加劑等生物醫藥材料。近年來，研究主要集中在制備飼料脫霉劑、動植物抗菌劑等方面：制備飼料脫霉劑。蒙脫石飼料脫霉劑應用于脫除飼料及原料霉菌毒素，無論是體外評價還是動物試驗，均具有明顯效果。

      制備動植物抗菌劑。利用凹凸棒茹土和硝酸銅溶液制備載銅凹凸棒鉆土添加于飼料中，具有抗菌和腸道熟膜保護作用，能夠預防和治療雞白痢，降低雞白痢沙門菌對機體的損傷，提高雞的生產性能；以膨潤土復配防腐劑等制備的生防制劑，對蘋果樹腐爛病菌具有很好的抑制效果。新材料產業是國際經濟競爭的制高點，也是我國國民經濟戰略性的先導產業。發展非金屬礦物功能材料產業，是非金屬礦業轉變經濟發展方式和調整產業結構的關鍵舉措。同時，礦物功能材料是資源高效利用開發的體現，其產業具有高附加值、高應用價值、高利潤率的特點，未來10年，有望在“節能、環保、新能源、農業、生物醫藥、新材料”等領域發揮越來越重要的作用，成為非金屬礦業新的經濟增長點和國民經濟社會發展的支柱產業。

 

來源：網絡

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