如何讓凹凸棒石“點石成金”

　　提起江蘇省盱眙縣，最讓人印象深刻的莫過于小龍蝦，卻鮮有人知，這里大量儲備著一種被譽為“千用之土，萬土之王”的凹凸棒石資源。本是一種稀有非金屬礦產資源，經過納米技術處理和產品升級，凹凸棒石成品售價最高約為80萬元/噸。目前，盱眙凹凸棒石產品已占據全球市場份額的48%；國內市場中，75%以上食用油脫色劑和80%以上干燥劑也都來源于“盱眙造”。

　　從單純的礦石資源到身價百倍、千倍的納米材料產品，盱眙凹凸棒石產業正經歷著怎樣的變遷？近日，《經濟日報》記者來到盱眙縣，探訪中國科學院盱眙凹土應用技術研發與產業化中心，看他們如何讓凹凸棒石“點石成金”。

　　守富礦：“凹凸”資源尋蹤

　　追尋凹凸棒石的歷史，最早要從1862年俄國學者隆夫釬科夫在烏拉爾發現凹凸棒石黏土礦，并將其命名為坡縷石開始。但直到1982年，世界礦物命名委員會才將其確認為凹凸棒石。

　　“凹凸棒石是一種具有棒狀晶體結構的含水富鎂的鋁硅酸鹽礦物，棒晶長1至5微米，寬20至70納米，是天然納米結構的礦物材料。”中科院盱眙凹土應用技術與產業化中心主任王愛勤介紹，由于凹凸棒石內部多孔道，具有較大的比表面積、一定的離子交換性，因此被廣泛用作吸附劑、懸浮劑、催化劑載體和功能材料等領域。

　　1976年，我國著名專家許翼泉研究員等人首先在江蘇六合地區發現土狀凹凸棒石黏土大型礦床。自1979年起，我國先后對江蘇六合、盱眙等地的凹凸棒石黏土進行調研，開展了系統的物化、工藝性能測試與研究。“最終我們發現，盱眙的凹凸棒石最具工業化開發價值，儲量也最多，凹凸棒石黏土礦達8.89億噸，已詳細勘探資源為世界的48%、國內總量的74%。”中國科學院盱眙凹土應用技術與產業化中心副主任鄭茂松說。

　　然而，守著富礦卻遲遲摘不掉“貧困帽”。自從在盱眙發現凹凸棒石礦藏資源后，這一產品長期處于粗放加工階段，附加值較低，產業鏈也有欠缺。20世紀90年代左右，美國曾大量進口我國的凹凸棒石，“他們以每噸100元的價格把礦石拿過去，轉手以產品形式賣給我們，每噸價格高達2萬元以上”。王愛勤說，直到2010年底，盱眙縣的凹凸棒石產值還不到4億元。

　　那么，深耕凹凸棒石資源的難點何在？原來，天然形成的凹凸棒石棒晶大多以鳥巢狀或柴垛狀聚集，如果不對其進行拆分解離，就不具備納米材料的特性。“多年來，國內外研究者采用高速攪拌、超聲、碾磨和冷凍等多種傳統方式進行處理，只能實現部分解離，同時還會損傷晶體固有的長徑比，影響其納米性能的應用，凹凸棒石的關鍵共性技術始終沒有取得突破，成為制約產業發展的一道世界性難題。”王愛勤說。

　　與此同時，盱眙凹凸棒石產業的發展還缺少研發團隊的技術支撐。“雖說從2006年起，這里每年都要舉辦一次中國凹凸棒石高層論壇，一大批專家先后來盱眙進行產學研合作，但這仍難以滿足企業的個性化技術需求。”不僅如此，王愛勤認為，當地仍缺乏一個公共測試和服務平臺來聚合資源，如何高值利用凹凸棒石資源，成為地方政府和業界共同關注的焦點。

　　建平臺：突破技術瓶頸

　　當創新照進現實，一個專業性凹凸棒石研發和應用平臺應運而生。2010年6月，中國科學院與盱眙縣人民政府聯合共建了“中國科學院盱眙凹土應用技術研發與產業化中心”，這也是目前中科院設立的唯一一個縣級研發中心。

　　中心自建立之初，就采用“大平臺”合作模式，先后引進中國科學院蘭州化學物理研究所、中國科學院寧波材料技術與工程研究所等單位。“引進的團隊，彼此不能‘打架’，而要互補。”王愛勤說，盱眙縣每年給每個入駐中心的單位劃撥50萬元，支持他們的運行；此外，每年還出資200萬元設立開放課題，由研發中心主導研發方向，入駐單位則根據企業需求來確定研究課題，資產所有權歸各個單位，儀器設備等資源則實行相互開放。

　　“中心從來都不考核論文，只考核研究人員最終獲得的發明ZL，考核他們能夠為企業解決什么問題。”王愛勤指出，研發中心始終秉承著“聚集人才、突破技術、服務產業”的目標，“企業不斷向研發人員反饋問題，現實需求就是我們科研的方向”。

　　目前，中心已建成應用基礎研究、高值化利用研究和凹凸棒石及其產品標準化、分析測試技術研究的產學研良性發展模式，并以高水平研究開發隊伍建設和交叉學科研究平臺的搭建為核心，形成具有自主知識產權、對凹凸棒石產業有重大推進作用的關鍵先進技術研究成果。

　　針對凹凸棒石棒晶拆分解離的“世界性”難題，王愛勤及其團隊歷時5年，發展出“對輥處理—制漿提純—高壓均質—乙醇交換一體化工藝”，在保持凹凸棒石固有長徑比的前提下，于2015年成功實現了棒晶束的高效解離，使棒晶達到納米級分散。鄭茂松表示，這標志著制約產業發展多年的關鍵共性問題取得突破，實現了凹凸棒石從礦物材料到納米材料的華麗轉身。

　　完善技術創新鏈，朝著產業發展縱深邁進。中心進一步開發了凹凸棒石納米無機凝膠、油品高效脫色劑和納米導電材料等高值化利用產品，成功實現產業化應用。截至目前，中心申請發明ZL63件，培育國家高新技術企業10個，轉化科技成果4項，累計實現銷售收入18億元，制定行業標準2項和國家標準1項，并有效促進了凹凸棒石產業技術服務體系的形成和發展。

　　拓產業：多元應用掘金

　　有人把凹凸棒石比喻成“味精”，只要添加少許，就能“點石成金”。它不僅是化工、建材、造紙等領域不可或缺的加工伴侶，還能被廣泛應用于醫藥、農業、環保和食品等諸多領域。

　　王愛勤舉例說，一直以來，各種霉菌毒素困擾著畜牧業發展，不僅導致經濟損失，還會隨食物鏈進入人體，嚴重危害人體健康。中心創造性地研發了凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附劑，并實現產業化。“國外工藝對玉米赤霉烯酮只能做到20%至40%的吸附能力，而我們的技術能夠達到90%以上，成功打破了國外產品在此領域的技術和市場壟斷。”王愛勤說。該項目獲批江蘇省科技廳2016年度重大成果轉化項目，填補了我國高端霉菌毒素吸附劑自主研發和生產領域的空白。

　　采訪中，記者走進江蘇神力特生物科技股份有限公司的生產車間。去年8月，國內首條萬噸級的霉菌毒素吸附劑生產線在這里建成，預計可年產吸附劑1.2萬噸。然而過去10年間，這家公司只生產植物油脂脫色劑一種產品，工藝簡陋，資源消耗大，產品附加值低，經營長期停滯不前。

　　“直到2013年，我們與中心建立了產學研合作關系，取得了一系列突出成績。如今，公司已形成飼料原料、預混合飼料、復合飼料添加劑3大系列20多個生物凹土產品，吸引了300多家客戶，公司業績也從每年的800萬元提高到3000多萬元。”該公司董事長黃正君說，下一步，公司將針對不同毒素的峰值結構來設計產品的吸附孔道，推出廣譜型霉菌毒素吸附劑，不斷夯實科研和產業化成果。

　　在江蘇玖川納米材料科技有限公司，凹凸棒石則是一種可見光催化劑產品的重要組成部分——利用光照作用持續有效地降解室內的甲醛、苯、氨等污染物，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。作為凹土復合藻類——富營養化水處理劑的添加成分，它現已被用于治理太湖藍藻水華。據公司總經理陳偉介紹，該產品對硝酸鹽的去除率達80%以上，對磷的去除率達95%以上，同時具備高效清潔殺菌和滋潤護理的功能，可以加入護膚品及洗浴用品中。

　　“盱眙目前凹凸棒石產品的平均價格為每噸4000多元，價格最高的絕緣材料可達每噸80萬元。”王愛勤表示，通過構建平臺、突破技術、服務產業等方式，已助推盱眙縣建成凹凸棒石黏土加工企業55家，生產產品50余種，形成了產業集群。2016年，當地的凹凸棒石產值躍升至20億元。