从100元到80万元 如何让凹凸棒石“点石成金”

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图①中国科学院盱眙凹凸棒石应用技术R&D及产业化中心展示的纳米凹凸棒石、解离提纯后的凹凸棒石、原矿辊片等材料。

图②在R&D盱眙凹土应用技术实验室和中国科学院产业化中心，R&D人员正在进行实验操作。

图③江苏仕空宇电子有限公司与中国科学院宁波材料技术与工程研究所合作，共同开发生产电动水龙头装置。图为工人扫描和测试产品。

图④江苏神力生物科技有限公司国内首条万吨霉菌毒素吸附剂生产线。这些照片是由《经济日报》记者郭景元拍摄的

说到江苏省盱眙县，印象最深刻的是小龙虾，但是很少有人知道。凹凸棒石资源储量丰富，被誉为“千方百计之地，万方之王”。这是一种稀有的非金属矿产资源。经过纳米技术处理和产品升级后，凹凸棒土的最高销售价格约为80万元/吨。目前，凹凸棒石产品已占据全球市场份额的48%；在国内市场，75%以上的食用油脱色剂和80%以上的干燥剂也来自盱眙制造。

盱眙凹凸棒石产业正在发生什么变化，从纯粹的矿石资源到价值数百倍乃至数千倍的纳米材料产品？近日，《经济日报》记者来到盱眙县，参观中国科学院盱眙凹凸棒石土壤应用技术研发与产业化中心，了解凹凸棒石如何“化石为金”。

保持丰富的矿藏:寻找“凸起”资源

追溯坡缕石的历史，始于1862年在乌拉尔发现坡缕石粘土矿，命名为坡缕石。但是直到1982年，世界矿物命名委员会才承认它是凹凸棒石。

“凹凸棒石是一种棒状晶体结构的含水富镁铝硅酸盐矿物。棒状晶体长1到5微米，宽20到70纳米。它是一种天然的纳米结构矿物材料。”中国科学院盱眙凹凸棒石应用技术与产业化中心主任王爱琴介绍说，凹凸棒石具有多孔内部、大比表面积和一定的离子交换性能，被广泛用作吸附剂、悬浮剂、催化剂载体和功能材料。

1976年，中国著名专家徐一泉在江苏省六合地区首次发现了一个大型粘土矿。自1979年以来，我国对江苏省六合、盱眙等地的凹凸棒石粘土进行了调查，并进行了系统的理化和工艺性能试验研究。“最后，我们发现凹凸棒石具有最大的工业开发价值和最大的储量。凹凸棒石粘土矿达8.89亿吨，详细勘探资源占世界的48%，占国内的74%。”中国科学院盱眙凹土应用技术与产业化中心副主任郑茂松说。

然而，保护富矿推迟了“贫困上限”的取消。盱眙凹凸棒石矿产资源发现以来，该产品长期处于粗加工阶段，附加值低，缺乏产业链。大约在20世纪90年代，美国从中国进口了大量的凹凸棒石。“他们以每吨100元的价格把矿石以产品的形式卖给我们，每吨的价格超过2万元。”王爱琴说，截至2010年底，盱眙县凹凸棒土的产值不到4亿元。

那么，凹凸棒石资源深加工的难点是什么呢？原来，天然形成的凹凸棒棒状晶体大多聚集成鸟巢状或木桩状，如果不分解，就不具备纳米材料的特性。“多年来，国内外研究人员采用了高速搅拌、超声波、研磨和冷冻等多种传统方法，这些方法不仅能实现部分解离，还会破坏晶体的固有纵横比，影响其纳米性能的应用。凹凸棒石的关键共性技术一直没有突破，成为制约行业发展的世界性难题。”王爱琴说。

同时，盱眙凹凸棒石产业的发展缺乏R&D团队的技术支持。“虽然自2006年以来，每年都举办中国凹凸棒土高层论坛，并有大量专家前来合作进行生产、教育和研究，但仍难以满足企业个性化的技术需求。”此外，王爱琴认为，目前还缺乏一个公共的资源聚合测试和服务平台，如何对凹凸棒资源进行高值化利用已成为当地政府和行业共同关注的焦点。

搭建平台:突破技术瓶颈

当创新成为现实时，凹凸棒石研究、开发和应用的专业平台应运而生。2010年6月，中国科学院与盱眙县人民政府联合成立了“盱眙凹土应用技术R&D暨中国科学院产业化中心”，这也是中国科学院目前唯一建立的县级R&D中心。

该中心自成立以来，采用“大平台”合作模式，先后引进了兰州化学物理研究所、中国科学院、宁波材料技术与工程研究所、中国科学院等单位。“引进的团队不能互相“战斗”，而是互相补充。”王爱琴说，蓟县每年向驻扎在中心的每个单位拨款50万元，支持他们的运作；此外，每年投资200万元设立一个开放项目，由R&D中心引领R&D方向，入驻单位根据企业需要确定研究项目，资产归属各单位，仪器设备等资源相互开放。

“该中心从不评估论文，只评估研究人员最终获得的发明专利，并评估他们能为企业解决什么问题。”王爱琴指出，R&D中心始终坚持“汇聚人才、突破技术、服务行业”的目标，“企业不断向R&D人才反馈问题，实际需求是我们的研究方向。”

目前，该中心已建立了生产、教育、科研的良性发展模式，包括应用基础研究、高值利用研究、凹凸棒土及其产品标准化、分析检测技术研究。以高水平研发团队建设和跨学科研究平台建设为核心，形成了具有自主知识产权、对凹凸棒石产业有重大促进作用的关键先进技术研究成果。

针对凹凸棒石棒晶体分解分离的“世界性”问题，王爱琴和他的团队开发了“双滚筒处理-制浆净化-高压均质-乙醇交换”的集成工艺，历时5年。在保持凹凸棒石固有长径比的前提下，2015年棒晶束高效解离成功，棒晶在纳米水平分散。郑茂松表示，这标志着多年来制约行业发展的关键共性问题有了突破，实现了凹凸棒石从矿物材料到纳米材料的华丽转折。

完善技术创新链，向产业发展深度迈进。该中心进一步开发了凹凸棒石纳米无机凝胶、高效脱色剂、纳米导电材料等高附加值产品，并成功实现了工业化应用。截至目前，该中心已申请发明专利63项，培育国家高新技术企业10家，转化科技成果4项，累计实现销售收入18亿元，制定行业标准2项，国家标准1项，有效促进了凹凸棒石行业技术服务体系的形成和发展。

拓展产业:掘金的多元化应用

有人把凹凸棒石比作味精，加入一点就可以变成金子。它不仅是化工、建材、造纸等领域不可或缺的加工伙伴，还可广泛应用于医药、农业、环保、食品等诸多领域。

例如，王爱琴说，长期以来，各种真菌毒素一直困扰着畜牧业的发展，不仅造成了经济损失，还随着食物链进入人体，严重危害人类健康。本中心创造性地开发了凹凸棒玉米赤霉烯酮吸附剂，并实现了产业化。“国外工艺对玉米赤霉烯酮的吸附能力只能达到20%-40%，而我们的技术可以达到90%以上，成功打破了国外产品在该领域的技术和市场垄断。”王爱琴说。该项目已被江苏省科技厅批准为2016年重大成果转化项目，填补了空怀特在国内高端真菌毒素吸附剂自主研发和生产领域的空白。

采访期间，记者走进江苏神力生物科技有限公司生产车间..去年8月，中国第一条万吨霉菌毒素吸附剂生产线在这里建成，预计年产吸附剂1.2万吨。然而，在过去的10年里，该公司只生产了一种植物油脱色剂，其特点是技术落后，资源消耗高，附加值低，其经营长期停滞不前。

“直到2013年，我们与该中心建立了合作关系，并取得了一系列卓越的成就。如今，公司已形成饲料原料、预混合饲料和复合饲料添加剂三大系列20余种生物凹产品，吸引了300余家客户，公司业绩也从每年800万元增长到3000多万元。”公司董事长黄表示，下一步公司将根据不同毒素的峰结构设计产品的吸附通道，推出广谱真菌毒素吸附剂，不断巩固科研成果和产业化成果。

在江苏久川纳米材料科技有限公司，凹凸棒石是可见光催化剂产品的重要组成部分，在光的作用下，能连续有效地降解室内的甲醛、苯、氨等污染物，分解和无害化处理细菌或真菌释放的毒素。作为富营养化水处理剂的添加成分，它已被用于控制太湖蓝藻水华。据公司总经理陈伟介绍，硝酸盐和磷的去除率分别在80%和95%以上。同时，该产品具有高效清洁、杀菌和保湿护理的功能，可添加到护肤品和化妆品中。

目前，凹凸棒土产品的平均价格在4000元/吨以上，绝缘材料的最高价格可达80万元/吨王爱琴说，盱眙县通过搭建平台、突破技术、服务产业，帮助建成55家凹凸棒石粘土加工企业，生产50多种产品，形成产业集群。2016年，当地凹凸棒土的产值跃升至20亿元。(经济日报记者郭景元)

(编者:梁