中国粉体网讯10?0日，由中国粉体网主办皃/span>“非金属功能粉体加工与应用技术交流会“/span>在上海跨国采购会展中心成功举办。大会期间，我们邀请了中国矿业大学（北京）李春全副教授，一起交流非金属矿物功能材料的内涵、深加工技术及应用潜力、/span>
中国矿业大学（北京）李春全副教授
粉体网：李教授，您能否介绍一下，近两年您和您的团队在非金屝/span>矾/span>领域的研究方向和科研成果?
李教掇/span>９/span>非金属矿物材料、粉体表面改性、资源深加工与综合利用、非金属矿选矿等、/span>
对于湿法超细粉碎或其它湿法制粉工艺来说，超细粉体在干燥中会形成硬团聚体，因此，在湿法超细粉碎之后、干燥之前进行表面改性可以防止超细粉体在干燥中形成难以解聚的硬团聚体。湿法表面改性的关键技术是表面改性剂的使用方法、配方和干燥工艺设备。原因是大多数有机表面改性剂不溶于水，不能直接添加；此外，干燥温度要控制适当，不能太高，以免表面改性剂分解、/span>
本技术的特点正是较好的解决了这两个问题：①根据浆液中使用的要求和应用体系的特点选择和配制表面改性剂；②采用干燥效率高、兼具干燥和解聚（软团聚）作用的多功能干燥机。团队在该技术具有自主知识产权，已获?项授权发明专利，内容包括纳米碳酸钙、阻燃用超细氢氧化铝和超细氢氧化镁、超细二氧化硅（白炭黑）、超细电气石、超细硅灰石矿物纤维、超细绢云母粉、超细硅藻土、膨润土、氧化铁红与铁黄等的湿法表面改性工艺与配方，已在工业上得到了应用、/span>
PVC、PP、PE、不饱和聚酯、橡胶、涂料、油墨等专用重质碳酸钙、超细重质碳酸钙、轻质碳酸钙填料的有机表面改性配方及工艺设备。改性产品的吸油值显著降低，在高聚物基料树脂中的填充率显著提高，核心技术已获得多项授权发明专利。研究成果已在多家企业应用?018年至今，在广西科技重大专项—重钙高填充聚合物基复合材料关键技术攻关与产业化示范（AA18242008）的支持下，研究开发了多种性能优异的重钙改性剂，能?00目左右重质碳酸钙的吸油值（DBP）降低到10ml/100g左右，应用于填充PVC能够显著增加重质碳酸钙的填充率（达到50%-60%），实现弯曲性能、拉伸性能以及抗冲击性能的显著提升，核心技术已获授权发明专利【重质碳酸钙改性剂及其制备方法，ZL201911235083.1，授权日2020-12-11】。该改性工艺和配方亦可推广至其他塑料或橡胶行业、/span>
硅藻土复合调湿材料可控制备技术及硅藻泥和硅藻涂料配方及生产工技术。核心技术已?项授权发明专利，即一种重质碳酸钙/硅藻土复合调湿材料及其制备方法（ZL201510283975.4，授权日2017-11）；一种硅藻土/白炭黑复合调湿材料及其制备方法（ZL201611096484.X，授权日2019-02）；一种氧化铝/硅藻土复合调湿材料及其制备方法（ZL201610842178.X，授权日2019-04）；一种具有调温功能的健康环保硅藻壁材粉的配制方法（ZL201310474410.5，授权日2014-12）。硅藻土复合调湿材料以及硅藻泥与硅藻涂料配方和配制工艺技术已在行业骨干企业转化生产。产品的调湿性性能、甲醛净化性能均达到相应的国家、行业和团体标准。其中甲醛净化效率达?5%以上，净化效果持久性达?0%以上、/span>
粉体网：李教授，您对很多种非金属矿物材料都有深入的研究，您认丹/span>应该如何定义和划刅/span>非金属矿?/span>功能材料？对于非矿功能性您如何看待或理解？
李教掇/span>９/span>按矿物材料成分结构和加工特点分类，分为天然矿物材料、加工改造矿物材料、复合矿物材料和人工合成矿物材料。天然矿物材料是直接利用其物理、化学性质的矿物或岩石或经过物理加工未改变其原料成分和结构的一类矿物材料；加工改造矿物材料是经提纯、超细、表?界面改性、改型等深加工或精加工制备的矿物组成、化学成分、结构或矿物原料的天然禀赋得到一定优化的矿物材料；复合矿物材料是经过一定加工后的矿物原料为主要组分之一的功能性复合材料，如石棉复合类摩擦材料、石棉及石墨复合类密封材料、云母类绝缘材料；人工合成矿物材料是模拟天然矿物和岩石生成原理、人工合成的矿物材料如人造水晶、人造金刚石及其他宝石、矿物晶须、合成沸石、纳米矿物材料等、/span>
按照用途和功能划分，可以分为填料和颜料、力学功能材料、热学功能材料、电功能材料、光功能材料、吸波与屏蔽功能材料、催化剂载体材料、吸附功能材料、流变调节材料、装饰功能材料、生物功能材料等、/span>
非金属矿的功能性在于深入挖掘其内在的物理、化学性质以及基于这些性质所衍生出的特定用途和效能。比如高岭石富含铝，使其具有耐火性，可用于生产耐火材料；石墨几乎由纯碳组成，决定了其导电、润滑和耐高温的特性；蛭石受热迅速膨胀，成为轻质、隔热的膨胀蛭石，用于建筑保温材料；凹凸棒石、沸石等具有巨大的比表面积和规整的孔道结构，能选择性吸附分子，因此作为吸附剂、分子筛和催化剂载体等、/span>
粉体网：李教授，据您了解，目剌/span>潜力较大皃/span>非金属矿物或粉体材料有哪些，您举几个例子给大宵/span>分析一?
李教掇/span>９/span>目前潜力较大的非金属矿物或粉体材料有石英、碳酸钙、高岭土、膨润土、石墨、萤石等。碳酸钙通过纳米化、表面改性（如用硬脂酸、偶联剂处理）等技术，能与塑料、橡胶等高分子材料形成更强的界面结合，显著提升复合材料的力学性能和耐久性、/span>
目前，改性纳米钙、多孔碳酸钙等高附加值产品已在新能源材料和电子信息材料等领域应用；天然鳞片石墨和人造石墨是锂离子电池负极的主流材料，约占负极市场的95%以上。随着全球电动汽车和储能市场的爆发式增长，对高性能、低成本石墨负极的需求将持续攀升；高纯度、无菌的高岭土在医药中用作药物载体和药用辅料，在化妆品中，因其温和的摩擦性和吸油控油能力，是面膜、粉底、洁肤粉中的重要成分等、/span>
粉体网：李教授，目前矿物基吸附材料、催化材料、环境净化材料，在市场上有哪些主流产?/span>＞/span>还/span>亚/span>材料的优势和不足有哪些，应该如何优化?
李教掇/span>９/span>矿物基吸附材料来源广泛、成本较低，且无毒无害，环境友好。如沸石、膨润土等应用到猫砂、霉菌毒素吸附剂以及环保水处理等领域。存在的问题可能包括吸附容量有限、污染物选择性问题以及吸附剂再生困难、/span>
矿物基催化材料如沸石分子筛、高岭土基石油裂解催化剂等。催化材料活性位点易失活，反应体系中的杂质可能导致催化剂中毒。研发成本高，周期长。矿物环境净化材料如P25（纳米级TiO2）、TiO2/硅藻土等材料，可将污染物分子高效净化，分解成二氧化碳和水分子。但是在长效性方面仍需加强，在环境风险方面需要系统评估、/span>
粉体网：李教授，您能否介绍一下目前硅藻土、蒙脱石、石英等矿物分选和分离技术的发展水平和未来发展方?
硅藻圞span style="font-size: 16px;">物理法（擦洗-离心）可实现有效富集，适合中低品位矾/span>；酸浸法提纯效果好，但成本高、环保压力大，但高纯度硅藻土是高附加值功能材料的基础。未?span style="font-size: 16px;">选矿-材料一体化，直接制备高功能复合材料是重要发展方向、/span>
湿法提纯可将蒙脱石含量从?0%提升?5%-98%，已解决蒙脱石与方英石等共伴生的问题，未来超高纯度（?8%）蒙脱石制备是重要发展方向、/span>
破碎筛分、磁选、浮选、酸浸、热处理等多种技术联用生产高纯石英砂，包括破碎磨矿、磁选除铁、浮选分离长石和云母，以及高温煅烧和酸浸去除包裹体杂质等，未来开发清洁高效高纯石英砂制备技术是重要发展方向、/span>
(中国粉体网编辑整?昧光)
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