电气石(tourmaline)是电气石族矿物的总称,化学成分较复杂,是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。电气石硬度通常为7~7.5,其密度分不同种类而略有不同。电气石又称托玛琳石、碧玺等。
随着对电气石的研究进一步深入,发现通过减小电气石颗粒粒径可以进一步增强其自发极化性、热电性、远红外辐射等性能。为此,河北工业大学梁金生等在已有电气石矿物材料的研究基础上,分别运用化学法和物理法成功获得了纳米级电气石颗粒,并测试了颗粒的远红外发射等性能。研究发现,制备的粒径均匀的电气石纳米颗粒呈现匀称的条纹排列,表明电气石纳米颗粒的表面电位分布更加规则。
电气石行业深度分析
电气石在水体净化领域具有广阔的应用前景。首先将电气石置于含重金属离子的污水中,在自发极化效应和表面吸附效应的协同作用下,电气石晶体表面的静电场可将重金属离子吸附到晶体负极,使得局部重金属离子的浓度升高,重金属离子与电气石表面羟基电离产生的OH-反应生成沉淀,使水体得到净化,其净化效率可达99%;其次当溶液中各离子浓度达到平衡时,反应不再进行,而且有益的碱金属离子如K+、Na+等不会产生沉淀;最后,通过搅拌很容易使形成的沉淀脱离电气石表面,电气石可以重复使用。
随着目前对电气石认识的不断深化,电气石矿物的加工将向超纯、超细、改性和复合方面发展。在技术设备开发方面,需要大力研发微细粒提纯、综合力场选矿技术和选矿设备,生产出高纯度电气石矿物材料。在现有超细粉碎和研磨设备基础上配套开发分级粒度细、精度高的精细分级设备,生产出粒度分布能满足现代电气石矿物生态环境功能材料产业要求的超微细粉体。对电气石粉体进行非极性修饰和复合,在解决其凝聚、分散和非极性物质相容性问题的基础上,进一步拓宽电气石的高附加值应用范围。
我国环保政策日益严厉,电气石作为结构独特的自发电极性矿物,受到环保行业重视。在废水处理方面,电气石自身产生的电离子使其表面带有电荷,可以吸附重金属离子;在水净化方面,电气石可在一定温度与压力条件下产生远红外辐射,使水分子共振,实现水的重新活化;在空气净化方面,电气石可自动释放负离子,无需消耗能量。由此来看,电气石在环保领域具有较大开发价值。
中国现有25个省市自治区有电气石产出,电气石产地多达150多处,其中有80余处已经达到了一定规模。电气石资源丰富的地区主要在西部和东北部地区,如新疆、内蒙、辽林、广西、云南等省。目前几处较大规模的电气石矿,其总储量已达到2000万吨。