從100元到80萬元 如何讓凹凸棒石“點石成金”
來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)—《經(jīng)濟日報》 04-07 06:36
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(chǎn)資源，經(jīng)過納米技術處理和產(chǎn)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(chǎn)品已占據(jù)全球市場份額的48%；國內(nèi)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(chǎn)品，盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著怎樣的變遷？近日，《經(jīng)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(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心，看他們?nèi)绾巫尠纪拱羰?ldquo;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(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的礦物材料。”中科院盱眙凹土應用技術與產(chǎn)業(yè)化中心主任王愛勤介紹，由于凹凸棒石內(nèi)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(qū)發(fā)現(xiàn)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(diào)研，開展了系統(tǒng)的物化、工藝性能測試與研究。“最終我們發(fā)現(xiàn)，盱眙的凹凸棒石最具工業(yè)化開發(fā)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(nèi)總量的74%。”中國科學院盱眙凹土應用技術與產(chǎn)業(yè)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(fā)現(xiàn)凹凸棒石礦藏資源后，這一產(chǎn)品長期處于粗放加工階段，附加值較低，產(chǎn)業(yè)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(zhuǎn)手以產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)外研究者采用高速攪拌、超聲、碾磨和冷凍等多種傳統(tǒng)方式進行處理，只能實現(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的一道世界性難題。”王愛勤說。
與此同時，盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還缺少研發(fā)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(chǎn)學研合作，但這仍難以滿足企業(yè)的個性化技術需求。”不僅如此，王愛勤認為，當?shù)厝匀狈σ粋€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(yè)界共同關注的焦點。
建平臺：突破技術瓶頸
當創(chuàng)新照進現(xiàn)實，一個專業(yè)性凹凸棒石研發(fā)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(lián)合共建了“中國科學院盱眙凹土應用技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心”，這也是目前中科院設立的唯一一個縣級研發(fā)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(fā)中心主導研發(fā)方向，入駐單位則根據(jù)企業(yè)需求來確定研究課題，資產(chǎn)所有權(quán)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(fā)明專利，考核他們能夠為企業(yè)解決什么問題。”王愛勤指出，研發(fā)中心始終秉承著“聚集人才、突破技術、服務產(chǎn)業(yè)”的目標，“企業(yè)不斷向研發(fā)人員反饋問題，現(xiàn)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(chǎn)品標準化、分析測試技術研究的產(chǎn)學研良性發(fā)展模式，并以高水平研究開發(fā)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(chǎn)權(quán)、對凹凸棒石產(chǎn)業(yè)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(fā)展出“對輥處理—制漿提純—高壓均質(zhì)—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(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展多年的關鍵共性問題取得突破，實現(xiàn)了凹凸棒石從礦物材料到納米材料的華麗轉(zhuǎn)身。
完善技術創(chuàng)新鏈，朝著產(chǎn)業(yè)發(fā)展縱深邁進。中心進一步開發(fā)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(chǎn)品，成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。截至目前，中心申請發(fā)明專利63件，培育國家高新技術企業(yè)10個，轉(zhuǎn)化科技成果4項，累計實現(xiàn)銷售收入18億元，制定行業(yè)標準2項和國家標準1項，并有效促進了凹凸棒石產(chǎn)業(yè)技術服務體系的形成和發(fā)展。
拓產(chǎn)業(yè)：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(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)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(yè)發(fā)展，不僅導致經(jīng)濟損失，還會隨食物鏈進入人體，嚴重危害人體健康。中心創(chuàng)造性地研發(fā)了凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附劑，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(chǎn)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(zhuǎn)化項目，填補了我國高端霉菌毒素吸附劑自主研發(fā)和生產(chǎn)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(chǎn)車間。去年8月，國內(nèi)首條萬噸級的霉菌毒素吸附劑生產(chǎn)線在這里建成，預計可年產(chǎn)吸附劑1.2萬噸。然而過去10年間，這家公司只生產(chǎn)植物油脂脫色劑一種產(chǎn)品，工藝簡陋，資源消耗大，產(chǎn)品附加值低，經(jīng)營長期停滯不前。
“直到2013年，我們與中心建立了產(chǎn)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(chǎn)品，吸引了300多家客戶，公司業(yè)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(jié)構(gòu)來設計產(chǎn)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(chǎn)業(yè)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(chǎn)品的重要組成部分——利用光照作用持續(xù)有效地降解室內(nèi)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(yǎng)化水處理劑的添加成分，它現(xiàn)已被用于治理太湖藍藻水華。據(jù)公司總經(jīng)理陳偉介紹，該產(chǎn)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(chǎn)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(gòu)建平臺、突破技術、服務產(chǎn)業(yè)等方式，已助推盱眙縣建成凹凸棒石黏土加工企業(yè)55家，生產(chǎn)產(chǎn)品50余種，形成了產(chǎn)業(yè)集群。2016年，當?shù)氐陌纪拱羰a(chǎn)值躍升至20億元。（經(jīng)濟日報記者 郭靜原）
從單純的礦石資源到身價百倍、千倍的納米材料產(chǎn)品，盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著怎樣的變遷？近日，《經(jīng)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(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心，看他們?nèi)绾巫尠纪拱羰?ldquo;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(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的礦物材料。”中科院盱眙凹土應用技術與產(chǎn)業(yè)化中心主任王愛勤介紹，由于凹凸棒石內(nèi)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(qū)發(fā)現(xiàn)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(diào)研，開展了系統(tǒng)的物化、工藝性能測試與研究。“最終我們發(fā)現(xiàn)，盱眙的凹凸棒石最具工業(yè)化開發(fā)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(nèi)總量的74%。”中國科學院盱眙凹土應用技術與產(chǎn)業(yè)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(fā)現(xiàn)凹凸棒石礦藏資源后，這一產(chǎn)品長期處于粗放加工階段，附加值較低，產(chǎn)業(yè)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(zhuǎn)手以產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)外研究者采用高速攪拌、超聲、碾磨和冷凍等多種傳統(tǒng)方式進行處理，只能實現(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的一道世界性難題。”王愛勤說。
與此同時，盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還缺少研發(fā)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(chǎn)學研合作，但這仍難以滿足企業(yè)的個性化技術需求。”不僅如此，王愛勤認為，當?shù)厝匀狈σ粋€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(yè)界共同關注的焦點。
建平臺：突破技術瓶頸
當創(chuàng)新照進現(xiàn)實，一個專業(yè)性凹凸棒石研發(fā)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(lián)合共建了“中國科學院盱眙凹土應用技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心”，這也是目前中科院設立的唯一一個縣級研發(fā)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(fā)中心主導研發(fā)方向，入駐單位則根據(jù)企業(yè)需求來確定研究課題，資產(chǎn)所有權(quán)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(fā)明專利，考核他們能夠為企業(yè)解決什么問題。”王愛勤指出，研發(fā)中心始終秉承著“聚集人才、突破技術、服務產(chǎn)業(yè)”的目標，“企業(yè)不斷向研發(fā)人員反饋問題，現(xiàn)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(chǎn)品標準化、分析測試技術研究的產(chǎn)學研良性發(fā)展模式，并以高水平研究開發(fā)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(chǎn)權(quán)、對凹凸棒石產(chǎn)業(yè)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(fā)展出“對輥處理—制漿提純—高壓均質(zhì)—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(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展多年的關鍵共性問題取得突破，實現(xiàn)了凹凸棒石從礦物材料到納米材料的華麗轉(zhuǎn)身。
完善技術創(chuàng)新鏈，朝著產(chǎn)業(yè)發(fā)展縱深邁進。中心進一步開發(fā)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(chǎn)品，成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。截至目前，中心申請發(fā)明專利63件，培育國家高新技術企業(yè)10個，轉(zhuǎn)化科技成果4項，累計實現(xiàn)銷售收入18億元，制定行業(yè)標準2項和國家標準1項，并有效促進了凹凸棒石產(chǎn)業(yè)技術服務體系的形成和發(fā)展。
拓產(chǎn)業(yè)：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(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)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(yè)發(fā)展，不僅導致經(jīng)濟損失，還會隨食物鏈進入人體，嚴重危害人體健康。中心創(chuàng)造性地研發(fā)了凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附劑，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(chǎn)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(zhuǎn)化項目，填補了我國高端霉菌毒素吸附劑自主研發(fā)和生產(chǎn)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(chǎn)車間。去年8月，國內(nèi)首條萬噸級的霉菌毒素吸附劑生產(chǎn)線在這里建成，預計可年產(chǎn)吸附劑1.2萬噸。然而過去10年間，這家公司只生產(chǎn)植物油脂脫色劑一種產(chǎn)品，工藝簡陋，資源消耗大，產(chǎn)品附加值低，經(jīng)營長期停滯不前。
“直到2013年，我們與中心建立了產(chǎn)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(chǎn)品，吸引了300多家客戶，公司業(yè)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(jié)構(gòu)來設計產(chǎn)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(chǎn)業(yè)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(chǎn)品的重要組成部分——利用光照作用持續(xù)有效地降解室內(nèi)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(yǎng)化水處理劑的添加成分，它現(xiàn)已被用于治理太湖藍藻水華。據(jù)公司總經(jīng)理陳偉介紹，該產(chǎn)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(chǎn)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(gòu)建平臺、突破技術、服務產(chǎn)業(yè)等方式，已助推盱眙縣建成凹凸棒石黏土加工企業(yè)55家，生產(chǎn)產(chǎn)品50余種，形成了產(chǎn)業(yè)集群。2016年，當?shù)氐陌纪拱羰a(chǎn)值躍升至20億元。（經(jīng)濟日報記者 郭靜原）
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