将一堆不起眼的土红或灰白色黏土放在显微镜下,可以看到一根根棒状晶体紧密平行聚集而成棒状晶束,有规整的多孔道针状结构。晶束再和其他矿物彼此夹杂、相伴相生。
这就是被称为“千土之王、万用之土”的凹凸棒石。它有哪些用途?又有着怎样的“魔力”?让我们一起来看看吧!
从年俄国学者首先发现,到上世纪30年代美国开始开发利用,再到70年代在我国江苏六合地区发现大型矿床,这种来自白垩纪以后的地层中的黏土矿——凹凸棒石,因其独特的分散、粘结、增稠、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附、缓释、脱色能力,在化工、医药、环境、新材料、农牧业、建材、石油、冶金、食品、化妆品等多个领域有着广泛的应用,因此被称为“千土之王、万用之土”。长期从事无机化学、稀土化学研究的兰州大学化学化工学院教授、兰州大学绿色材料研发中心主任刘伟生,十多年来将目光聚焦于此,通过产学研用结合,将这种世界级稀缺资源做出了绿色农业和高附加值工业产品的大文章。
绿色农业新希望
矿石也能变“肥料”?循环利用危害少!看凹凸棒石如何助力绿色农业!
甘肃白银市的凹凸棒石矿
凹凸棒,简单说就是一种天然的一维纳米级材料。我国凹凸棒石资源具有极大优势,主要分布在甘肃以及苏皖交界处。甘肃境内发现的凹凸棒石黏土矿带,主要集中在张掖、白银两地,现已探明混维凹凸棒石黏土矿资源量为13.5亿吨,远景储量达44亿吨,占世界储量的一半以上。甘肃的凹凸棒石黏土矿缺点是品位相对低、伴生矿多,优点是富含有益的微量元素,更适合用于绿色农业的发展。
注意到凹凸棒石超强的吸附、缓释能力,以及伴生矿的影响,年,刘伟生决定首先从最基础的提纯、活化、超微化和功能化入手。
他将采集的样品带回学校,通过加热、微波、超声、搅拌、加活化剂等方式将凹凸棒从其他的伴生矿中解析出来,使1克凹凸棒比表面积达到-平方的房子面积那么大。刘伟生进一步发现,甘肃矿带中的凹凸棒富含碘、硒、锌、硼等19种微量元素,将活化后的凹凸棒肥料拌在土壤中,可以在土壤缺少肥料时再慢慢释放,补充微量元素,不会对土壤和农作物带来任何副作用,实现了从土壤中来,到土壤中去的资源化循环利用。既然凹凸棒这么好,它还能有什么用?如何把作用发挥到最大?
凹凸棒肥料马铃薯田间试验示范田
7年,课题组与兰州分离科学研究所共同申报了农业部“农业科技成果转化资金项目”——“多功能生态肥料的开发与示范推广”,并与甘肃农业大学及榆中县农技推广中心合作,进行了凹凸棒肥用于农作物的规模化、规范化科学试验。
在兰州市永登县中川镇及榆中县和平镇、定远镇等地的实验田里,凹凸棒肥料和马铃薯以及其他蔬菜相伴生长。一季菜成熟后,结果喜人:农产品节水节肥,产量提高,微量元素含量更高,得到专家组一致认可。
甘肃省武威市三农欣庆环保科技
有限公司10万吨凹凸棒肥料生产线
9年,课题组和甘肃三农欣庆环保科技股份有限公司联合组成产、学、研研发团队,研制出“矿物微量元素+有机质+微生物种群”的新一代三维一体生态肥料,在甘肃已有多家企业批量生产,并有新疆、陕西、四川、山东、河南、湖南、云南、江苏、黑龙江等十多个省市、自治区加盟使用推广。相关产品获得了“世博会KIP国际馆特别专供有机农产品”、“世博会联合国花园指定有机肥”,并于年4月通过中科高技术企业发展评价中心组织的第三方专家评议会,评议会成员一致认为,该项目在同类产品应用中达到国际领先水平,建议加大推广应用。同年,该成果获得甘肃省科技进步一等奖。
凹凸棒矿物复合微生物肥料
在四川大凉山的草莓示范基地
经多年田间试验,泰国正大集团测定使用这种肥料的果、菜农作物平均增产5%—15%,微量营养元素碘、硒、锌平均提高30%至3倍,铅、汞等有害元素最多降低了1.5倍。马铃薯增产5%—20%,商品率提高25%,节肥近40%。粮食作物玉米蛋白质,由国家一级标准的9%提高至10.38%。
凹凸棒石相关应用项目不仅为刘伟生团队赢得了诸多荣誉与