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      粉體改性
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      中國礦業大學(北京)鄭水林教授課題組科研成果匯編
      來源:中國粉體技術網    更新時間:2014-02-24 13:22:19    瀏覽次數:
      技術名稱:
      技術持有者:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林、孫志明
      所屬行業:非金屬礦深加工、非金屬礦物材料、 粉體制備與表面處理
      內容摘要:主要研究領域為非金屬礦深加工、非金屬礦物材料、資源綜合利用、粉體加工技術等。主要研究方向如下:①粉體表面改性; ②非金屬礦物及無機粉體超細粉碎與精細分級; ③復合功能粉體材料制備與應用;④環境與健康功能材料的制備及應用; ⑤無機阻燃材料...
      信息描述

      非金屬礦深加工、非金屬礦物材料、
      粉體制備與表面處理 

      中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院
      非金屬礦深加工與礦物材料研究室
      2017年6月
        
      前    言
        
        中國礦業大學(北京)是教育部直屬的列入國家“211工程”和“985優秀學科創新平臺項目”建設的全國重點高校和全國首批具有博士和碩士授予權的高校之一,現有教學科研人員500多人,其中中國工程院院士8人、科學院院士1人、博士導師167人、碩士導師249人;現有在校學生12000余人,其中博士、碩士研究生6926人。
        中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院設有礦物加工工程系、化學工程系、環境與生物工程系以及教育部煤基漿體燃料工程研究中心、公共基礎實驗室以及煤炭清潔加工與低碳利用實驗室。有礦物加工工程、環境工程、環境科學、化學工程、化學工藝、應用化學、工業催化、生物化工、礦物材料工程、潔凈能源技術與工程等10個博士點,17個碩士點以及礦物加工工程、環境工程、化學工程與工藝、應用化學、環境科學和生物工程等6個本科專業。其中礦物加工工程為國家級重點學科,是我國“長江學者計劃”第一批設崗學科,也是我校“211工程”建設的重點學科,環境工程、化學工藝、清潔能源學專業為省部級重點學科。
        化學與環境工程學院是中國礦業大學(北京)優勢傳統學科與新興前沿學科相結合的教學、科研集體,擁有一批高素質、高水平,富于創新和敬業精神的教師隊伍,現有教工74人,其中院士2人,博士生導師21人,教授21人,副教授(含高級工程師)24人。90%以上的教師具有博士學位。在校博士生100余人,碩士生600余人,具有較強的科研開發力量。
        化學與環境工程學院非金屬礦物材料研究室是我校“211工程”學科建設點之一,有教授1人,副教授3人。學科帶頭人為鄭水林教授。在讀博士及碩士研究生30余人,具有較強的科研力量和較好的科研條件。主要研究領域為非金屬礦深加工、非金屬礦物材料、資源綜合利用、粉體加工技術等。主要研究方向如下:①粉體表面改性; ②非金屬礦物及無機粉體超細粉碎與精細分級; ③復合功能粉體材料制備與應用;④環境與健康功能材料的制備及應用; ⑤無機阻燃材料制備與應用; ⑥超細和納米粉體分散與粒徑控制;⑦非金屬礦選礦提純;⑧相變(節能)礦物材料制備及應用;⑨煤系共、伴生非金屬礦及尾礦綜合利用與深加工,等等。目前在研國家科技計劃項目、企業委托項目技術開發科研及自選課題10多項。
        本集匯編了近年來非金屬礦物材料研究室的部分非金屬礦深加工、非金屬礦物材料、粉體制備與表面處理技術的主要研究開發成果。
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com

       
      目 錄
        1.非金屬礦物粉體表面改性技術
        1.1 非金屬礦粉干法連續表面改性工藝與設備
        1.2 超細粉體濕法表面改性技術
        1.3 超細Mg(OH)2與Al(OH)3表面改性技術
        1.4 無機顏料粉體表面處理技術
        1.5 高嶺土和煅燒高嶺土表面改性技術
        1.6 碳酸鈣表面改性技術
        1.7 硅灰石礦物纖維的表面改性技術
        1.8 硅微粉、超細二氧化硅、白炭黑表面改性技術
        1.9 粉煤灰微珠的表面改性增白技術
        1.10 合作方式
        2.硅藻土深加工技術
        2.1 硅藻土選礦提純技術
        2.1.1成果特點及主要技術指標
        2.1.2主要技術特征及創新
        2.1.3技術成熟程度
        2.1.4市場前景與經濟效益
        2.1.5成果應用領域及接產條件
        2.1.6合作方式
        2.2 納米TiO2/硅藻土復合光催化材料
        2.2.1技術成果與產品特點
        2.2.2成熟程度及技術鑒定情況
        2.2.3產品市場及前景
        2.2.4合作方式
        2.3 硅藻泥配方與生產工藝
        2.4 硅藻土/瀝青路面復合材料
        2.4.1成果特點及主要技術指標
        2.4.2應用與市場前景
        2.4.3合作方式
        2.5 TiO2/硅藻土基多孔陶瓷復合材料
        2.5.1成果特點及主要技術指標
        2.5.2成熟程度
        2.5.3應用與市場前景
        2.5.4合作方式
        2.6 用硅藻土生產超細和納米二氧化硅
        2.6.1成果技術特點及主要指標
        2.6.2成熟程度及技術鑒定情況
        2.6.3產品市場及應用前景
        2.6.4合作方式
        2.7 硅藻土基相變蓄能復合材料
        2.7.1技術背景
        2.7.2成果主要技術指標及知識產權
        2.7.3發展前景
        2.7.4合作方式
        3.石棉尾礦和蛇紋石高效綜合利用技術
        3.1 成果技術特點及創新
        3.2 產品種類及主要技術指標
        3.3 成熟程度及技術鑒定情況
        3.4 市場前景
        3.5 經濟效益
        3.6 合作方式
        4.無機復合超細活性阻燃填料
        4.1 成果技術特點及主要指標
        4.1.1物理復合型
        4.1.2化學包覆型
        4.2 成熟程度及技術鑒定情況
        4.3 應用領域及市場前景
        4.4 合作方式
        5.負載型納米TiO2復合光催化材料
        5.1 成果特點及主要技術指標
        5.2 成熟程度及技術鑒定情況
        5.3 主要技術特征
        5.4 經濟效益與市場前景
        5.5 合作方式
        6.膨潤土精選與深加工技術
        6.1 膨潤土精選提純技術
        6.1.1主要技術特點及創新
        6.1.2應用前景
        6.1.3成果應用領域
        6.1.4合作方式
        6.2 提高膨潤土在鹽水中的膨脹性能
        6.2.1技術背景
        6.2.2主要技術特點
        6.2.3應用前景和經濟與社會效益
        6.2.4合作方式
        6.3 插層復合膨潤土阻燃復合材料
        6.3.1技術背景
        6.3.2主要技術特點及創新
        6.3.3應用前景和經濟與社會效益
        6.3.4成果應用領域及接產條件
        6.3.5合作方式
        7.石英選礦提純技術
        7.1 粉石英物理選礦技術
        7.1.1技術背景
        7.1.2 技術特點和主要技術指標
        7.1.3 產品主要用途和市場前景
        7.1.4技術成熟程度
        7.1.5合作方式
        8.超細電氣石功能粉體材料
        8.1 技術特點及主要指標
        8.2 成熟程度及技術鑒定情況
        8.3 應用領域及市場前景
        8.4 合作方式
        9.高遮蓋力無機復合白色顏料制備技術
        9.1 成果技術特點及主要指標
        9.2 主要技術特征及創新
        9.3 技術成熟程度
        9.4 應用領域及市場前景
        9.5 合作方式
        10.技術開發與服務
        10.1 非金屬礦物超細粉碎工藝設計與設備選型
        10.2 無機非金屬粉體的表面改性工藝與配方
        10.3 非金屬礦選礦提純
        10.4 非金屬礦物材料
        10.5 資源綜合利用
        11.硅藻土及硅藻泥相關研究經歷及成果
        發明專利
        授權發明專利(2000~2017)
        已申請和進入實審的發明專利
        主要著作:30
        
      1.非金屬礦物粉體表面改性技術
        本項技術成果包括干法連續粉體表面改性工藝與裝備、濕法表面改性技術以及煅燒高嶺土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硅灰石、碳酸鈣、硅微粉、顏料等無機非金屬超細與納米粉體的表面改性工藝與配方。

        1.1非金屬礦粉干法連續表面改性工藝與設備
        該成果是以SLG型連續粉體表面改性機為核心,包括表面改性工藝和配方的非金屬礦粉干法連續表面改性工業化集成技術。其特點是:①連續生產,負壓運行。表面改性劑與被改性粉體物料根據改性配方,自動連續進入改性機,改性好的粉體物料經旋風集料器冷卻和收集。整套系統無粉塵污染,操作簡便,單位產品能耗低(30~50kWh/t);②對粉體和表面改性劑的分散性好,顆粒表面包覆均勻。特殊設計的改性腔強制松散粉體物料和分散表面改性劑,形成渦旋二相流,使表面改性劑能迅速、均勻或均等地與顆粒表面作用,包覆于顆粒表面;單位產品改性劑用量少;特別適用于超細粉體的表面改性;③依靠自摩擦升溫,不需要另設粉體加熱裝置。依靠轉子和定子高速旋轉與粉體物料的沖擊、剪切和摩擦作用產生粉體表面改性所需的溫度。改性溫度可以根據需要方便調節,可達到120~100°C;④可以在實現二種以上改性劑的復合改性和二種以上粉體的復合改性。
        該技術成果也是國家“十一五”科技支撐計劃項目“高性能非金屬礦物填料先進加工技術及裝備研究”(2008~2010;課題編號:2008BAE60B01)之“表面改性技術及大型連續粉體表面改性設備研制”專題項目(2011年5月14日通過科技部驗收)。
        截止2013年上半年已有約500多臺(套)SLG連續粉體表面改性機應用于輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、超細高白度煅燒高嶺土、滑石粉、水鎂石粉、葉臘石粉、云母等非金屬礦物超細粉體以及氫氧化鋁、納米氧化鋅等無機粉體的表面改性,其主要技術指標達到國際先進水平。用戶除國內市場外,還出口到馬來西亞、印度尼西亞、印度、緬甸、尼泊爾等國以及臺灣。用于d97£10mm超細輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣、煅燒高嶺土的表面改性,單機生產能力達到5.0t/h以上,活化指數達到96%以上,單位產品能耗£35kWh/t。
        該項技術成果已分別于2007年3月17日和2010年12月25日通過了中國建筑材料工業協會組織的技術成果鑒定,并獲2007年建筑材料科學技術進步獎二等獎和2012年中國煤炭工業協會科技進步二等獎。其中的SLG型連續粉體表面改性機已獲得兩項國家實用新型專利(①連續式粉體表面改性機ZL02221135.7;②大型連續粉體表面改性機ZL 200920299497.6)。

        1.2超細粉體濕法表面改性技術
        對于濕法超細粉碎或其它濕法制粉工藝來說,超細粉體在干燥中會形成硬團聚體,因此,在濕法超細粉碎之后、干燥之前進行表面改性不僅可以防止超細粉體在干燥中形成難以解聚的硬團聚體,而且因濕式狀態下顆粒易于分散使得表面改性劑分子與顆粒的接觸機會較均勻等,表面改性效果較好。
        濕法表面改性的關鍵技術是表面改性劑的使用方法、配方和干燥工藝設備。原因是大多數有機表面改性劑不溶于水,不能直接添加;此外,干燥溫度要控制適當,不能太高,以免表面改性劑分解。本技術的特點正是較好的解決了這兩個問題:①根據漿液中使用的要求選擇和配制表面改性劑;②采用干燥效率高、兼具干燥和解聚(軟團聚)作用的多功能干燥機。
        本項目技術包括納米碳酸鈣、阻燃用超細氫氧化鋁和超細氫氧化鎂、超細二氧化硅(白炭黑)、超細硅灰石礦物纖維、超細絹云母粉、超細硅藻土、膨潤土、氧化鐵紅與鐵黃等的濕法表面改性工藝與配方,已在工業上得到了應用。
        本技術適用于濕法制備無機超細粉體工藝,特別是1mm以下無機超細和納米粉體的表面改性。由于濕法表面改性既可以進行有機包覆,也可以進行無機包覆,產品表面包覆均勻,分散性好,因此,產品的應用性能好,市場前景廣闊。

        1.3超細Mg(OH)2與Al(OH)3表面改性技術
        超細Mg(OH)2、Al(OH)3是目前用量最大的無機阻燃填料,由于所應用的對象是有機高分子材料,為了滿足阻燃技術要求添加量較大,因此Mg(OH)2、Al(OH)3在用做阻燃劑時必須進行表面改性,以提高其與高聚物基料的相容性,改善材料的力學性能。本技術根據高聚物基料的不同,采用不同的表面改性劑配方對其進行表面改性,使超細Mg(OH)2、Al(OH)3與有機樹脂有良好的相容性,并顯著降低其吸油值。產品的在有機樹脂中的分散性及在EVA中的應用性能指標(氧指數、拉伸強度、斷裂伸長率等)與德國馬丁公司的產品相當。

        1.4無機顏料粉體表面處理技術
        超細和超微細無機粉體顏料與基料(陶瓷坯料、釉料基料、粉狀涂料基料、親水性樹脂、表面活性劑等)的相容性決定其在基料中的分散性和均勻著色。未經表面處理的微細或超微細無機粉體顏料捏之成團,久存結塊,用時難以在基料中均勻分散,導致顏料用量增加,著色不均。本表面處理技術采用獨特的“無機—有機”復合表面處理劑配方和簡單易行的加熱(60~90°C)混合工藝,處理后的微細和超微細無機粉體顏料手捏不住(似流體),久存不結塊,不用強力攪拌即可在水中自發彌(分)散。這項技術已用于綠色、黃色、咖啡色等陶瓷顏料、白色(珠光云母)、鐵紅等顏料的表面處理,處理后的顏料的使用性能完全可與高檔進口顏料相比,而且具有投資少(工藝設備簡單)、生產成本低等特點。

        1.5高嶺土和煅燒高嶺土表面改性技術
        高嶺土屬于層狀硅酸鹽礦物,經粉碎加工后的高嶺土為片狀顆粒,經過煅燒的超細煅燒高嶺土酸性和表面極性更強,在用做塑料、橡膠、電纜、涂料的填料和顏料以及化工載體時,為了提高煅燒高嶺土與基料的相容性或分散性,從而改善其應用性能要對其進行表面處理。
        本技術包括表面有機改性和無機包覆改性兩種。
        表面有機改性包括以下應用領域的煅燒高嶺土表面改性工藝與配方:①電纜絕緣料;②PE及PP塑料薄膜;③橡膠制品;④工程塑料;⑤水性涂料;⑥油性涂料;⑦化工載體。
        無機表面改性主要是煅燒高嶺土基抗紫外線復合粉體材料的制備技術,包括①表面納米二氧化鈦包覆改性的超細高白度煅燒高嶺土;②表面納米氧化鋅包覆改性的超細高白度煅燒高嶺土。

        1.6碳酸鈣表面改性技術
        (1)碳酸鈣表面改性工藝與配方
        PVC、PP、PE、不飽和聚酯、橡膠、涂料、油墨等專用重質碳酸鈣、超細重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣填料的有機表面改性配方及工藝。其中的人造石(不飽和聚酯基料)專用碳酸鈣已獲得國家發明專利(一種可顯著降低碳酸鈣吸油值的表面改性劑配方,ZL 201110387649.X),可以將800目左右重質碳酸鈣的吸油值(DBP)降低到14ml/100g左右。
            (2)納米碳酸鈣濕法表面改性技術
        納米碳酸鈣的生產和應用在我國正日益得到重視,由于納米碳酸鈣是在液相中生產的,在碳化、過濾、干燥過程中因顆粒表面能很高,顆粒易于團聚,使用時難以解聚分散,從而影響到它的實際粒度及應用性能。本技術在干燥之前的漿料狀態下,根據用途的不同,采用不同的表面改性劑配方進行表面改性,使納米碳酸鈣漿料干燥后不形成硬團聚,易于分散,又與有機相或高聚物基料或無機相(水相)有良好的相容性,提高其使用性能,以便納米碳酸鈣在更多的環境和領域中使用。本技術包括以下二組應用領域的表面改性工藝與配方:①高聚物基料(樹脂)及油性涂料和油墨;②水性涂料和油墨。

        1.7 硅灰石礦物纖維的表面改性技術
        針狀硅灰石是一種重要的功能填料,在工程塑料、造紙、涂料等領域用途廣泛;用于工程塑料具有增強功能,用于造紙可以提高紙張的性能且可以替代部分紙漿。但是,無論是用于工程塑料還是造紙,硅灰石的磨耗值較大,給應用設備造成磨損;此外,硅灰石中的微量顯色雜質導致填充后的塑料白度下降,顏色變深,而且在樹脂中直接應用是與樹脂的相容性不好,導致填充材料的抗沖擊性能下降。
        本技術的特點是集成無機表面包覆與有機表面改性技術,通過無機表面改性,第一:解決硅灰石磨耗值較大和填充材料白度下降的問題,從而降低磨耗和提高填充材料的白度;第二,制備抗靜電功能填料。通過表面有機改性解決在塑料填充中與樹脂的相容性問題,提高填充材料的強度和任韌性。
        本項目屬于國家“十一五”國家科技支撐計劃《優勢非金屬礦資源(硅灰石、高嶺土、云母、石墨)高效利用技術研究(2006~2008;項目編號:2006bab12b01)》專題項目,其核心技術已獲得三項發明專利:①一種硅灰石表面包覆硅酸鋁納米粒子的方法(ZL200710151943.4);②一種硅灰石填料的無機復合與表面改性方法(ZL200810224268.8);③一種硅灰石負載納米SnO2型復合抗靜電功能填料的制備方法(ZL201010267034.9)。
       
        1.8 硅微粉、超細二氧化硅、白炭黑表面改性技術
        硅微粉、超細二氧化硅、白炭黑等是重要的無機功能粉體材料,廣泛應用于環氧樹脂基電器和電子材料、橡膠、硅橡膠、涂料等領域;表面改性是改善和提高其應用性能所必須的加工技術之一。
        本技術是針對不同細度、比表面積和不同用途或基料的表面改性配方技術和相應的工藝與設備。

        1.9 粉煤灰微珠的表面改性增白技術
        通過在粉煤灰微珠表面控制沉淀包覆其化學成分與微珠相同的硅酸鋁,顯著提高粉煤灰微珠的白度。主要技術指標為:白度>70;表面包覆均勻,包覆層厚度<1mm。
        核心技術“一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法”已獲發明專利(ZL200710117628.X)。
        粉煤灰空心微珠是從粉煤灰中提選出來的一種新型多功能顆粒材料。它具有體輕、粒徑小、耐磨性強、抗壓強度高、分散性及流動性好、反光、無毒等優異性能,可代替制造成本較高的人造空心微珠應用到建材、橡膠、塑料、航空航天、電子等領域,發揮出其原料豐富、價格低廉的優勢。但由于其色澤不好,呈灰色或土黃色,不能用于填充艷色或淺色塑料或橡膠制品,不能用作淺色涂料,影響了其應用范圍的擴大。對其進行表面改性與增白,可以提高其遮蓋力、著色力和耐侯性,還可以改善橡膠,塑料和涂料的性能,降低成本。用硅酸鋁包覆空心微珠不僅保留了空心微珠原有的性能,而且改性原料來源廣,價格低;此外,硅酸鋁具有耐酸性和化學性質穩定等優點。

        1.10 合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

       
      2.硅藻土深加工技術
        2.1 硅藻土選礦提純技術

        2.1.1成果特點及主要技術指標
        純物理選礦技術,集成選擇性解離分散與層流離心分選工藝,可以連續、大規模精選提純低品位硅藻土礦。
        主要技術經濟指標:精土硅藻含量≥85%;化學成分(%):SiO286;Fe2O32.0;Al2O34.0;粒度(325篩余):2%;堆積密度:≤0.4g/cm3。硅藻回收率³85%;硅藻殼破損率£10%。

        2.1.2主要技術特征及創新
        ①硅藻土干法選礦工藝設備及其控制技術;
        ②硅藻土擦洗、分散制漿后的濕式層流離心沉降分選工藝與專用設備及其控制技術;
        ③低品位硅藻土干法、濕法工藝集成;
        ④硅藻土與碎屑、粘土類雜質在干態和濕態下的解離分散技術(方法、工藝和分散劑配方)。
        該項目關鍵技術已申請和獲得兩項發明專利和一項實用新型專利:①一種硅藻土礦的干、濕法集成選礦工藝, ZL2008101111515.3;(②硅藻土選礦用層流離心選礦機,實用新型專利ZL201120286570.3);③一種用于硅藻土礦的層流離心選礦方法,ZL201110226370.3)。

        2.1.3技術成熟程度
         本項目在國家“十二五”科技支撐計劃重點項目課題“低品位硅藻土資源高效利用與深加工關鍵技術研究”(2010BAE00316-07,2011-01 ~2014-06)的支持下先后完成了中試和示范生產線建設。年產12000噸硅藻精土生產線(地點:吉林省臨江市硅藻土產業集中區)及6000噸污水處理劑復配改性生產線已于2013年8月投產。產品已用于生產助濾劑、污水處理劑、填料、載體等領域。

        2.1.4市場前景與經濟效益
        硅藻土是一種具有天然納米微孔且分布有規律、比表面積大、堆密度小、主要成分為無定型SiO2的天然硅質多孔(孔徑分布從幾個納米到幾百個納米)的非金屬礦物,廣泛應用于啤酒、飲料、飲用水、工業油脂、生物/藥物制劑等的過濾以及污水處理、空氣調濕和凈化、涂料、催化劑載體、農藥和殺蟲劑載體、道路瀝青改性劑、炸藥密度調節劑、橡膠和塑料填料、造紙填料、吸附劑、高爾夫球場土壤改良劑等,是一種現代工業和人類環保、健康產業必不可少的功能性礦物材料,具有較長的產業開發鏈和廣闊的應用前景。
        我國目前已探明的4億多噸儲量中,絕大多數為低品位資源,能直接應用的優質硅藻土資源很少;多數硅藻土的應用領域,如水處理、空氣凈化、道路瀝青填料、橡塑填料、化工(催化劑)載體、醫藥、食品、飲料、化妝品等必須使用硅藻精土,因此,硅藻精土具有廣闊的市場空間和良好的發展前景。
        以目前的三級硅藻土(非晶質二氧化硅含量70%左右)為原料,每噸硅藻精土的直接生產成本約為1000元,市場價格在2000元以上/噸。

        2.1.5成果應用領域及接產條件
        具備供水、供電條件的硅藻土資源產區、擁有硅藻土礦山或從事硅藻土資源綜合利用的企業。

        2.1.6合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        2.2 納米TiO2/硅藻土復合光催化材料
        2.2.1技術成果與產品特點

        該項目是以硅藻精土為原料,集成納米TiO2沉淀負載和控溫煅燒晶化技術開發的一種以天然硅藻土為載體、納米二氧化鈦為催化活性組分復合型環保新材料。這種復合型環保新材料在硅藻殼體表面均勻負載了厚度為200nm~300nm的銳鈦型TiO2,TiO2的晶粒度為12nm左右,兼具吸附和光催化兩種功能。它將硅藻土的高效吸附捕捉功能和納米TiO2的高效光催化降解功能有機結合在一起。在處理室內空氣污染物,如甲醛、甲苯等污染物時,首先利用硅藻土的納米孔道結構吸附捕捉甲醛等污染物,然后在光照下(陽光或燈光)利用表面負載的納米TiO2的光催化作用將吸附捕捉的污染物分解為二氧化碳和水。就像人的胃,進食后可以消化,消化后又可進食。形象的講“納米TiO2/硅藻土復合材料是一種具有生物功能的環境材料”,它可以持續高效地除去甲醛等室內污染物。
          項目實驗室研究得到吉林省科技創新基金(編號2004107)資助;中試及示范生產線建設項目得到國家“十二五”國家科技支撐重點項目課題“低品位硅藻土資源高效利用與深加工關鍵技術研究”(編號2010BAE00316-07,承擔單位中國礦業大學(北京),負責人 鄭水林 教授)的支持:生產線建設項目得到2012年中央預算內產業振興和技改項目(吉發投資聯[2012]859號)立項支持。

        2.2.2成熟程度及技術鑒定情況
        該技術已于2008年在臨江市寶健木業有限公司建立了年產120噸規模的中試生產線,并已運行五年;2013年10月年產1000噸生產線也已投產。產品已應用于木制百葉窗、高密度板印刷地板、硅藻土壁材(硅藻泥)、瓷磚表面處理等領域。
        實驗室和中試工藝技術成果已分別于2007年1月和2009年12月通過了吉林省科技廳和中國建筑材料聯合會組織的技術成果鑒定。專家鑒定意見認為本成果技術水平為“制備工藝國內領先”、“產品性能國際先進”。關鍵制備技術已申請7項國家發明專利,其中5項已授權: (1)以硅藻土助濾劑為載體的負載型納米TiO2光催化材料的制備方法( ZL200910235208.0);(2) 一種硅藻土負載氮摻雜納米TiO2光催化材料的制備方法(ZL201210205768.3);(3)提高TiO2/硅藻土復合材料可見光催化活性及抗菌性能的方法(ZL201410270737.5);(4)一種納米TiO2/多孔礦物復合材料的煅燒晶化方法(申請號201510052521.6);(5) 可用于水和空氣凈化的硅藻土負載納米TiO2材料的制備方法(CN101195086A);(6) 納米TiO2/硅藻土復合材料生產系統( ZL200910011609.8);(7) 納米TiO2/硅藻土復合材料生產工藝(ZL200910011609.8)。

        2.2.3產品市場及前景
           “納米TiO2/硅藻土復合材料”的性能特點主要體現在長效性與高效性兩個方面。以去除甲醛為例:第一,高效。在日光燈下24小時內對甲醛的去除率³80%;第二,長效。硅藻土負責吸附甲醛,TiO2負責光催化分解(將甲醛分解成水和二氧化碳)。即邊吸附邊分解,再吸附再分解,持續地去除甲醛(即使在沒有光照的環境下,如夜間,它照樣能吸附甲醛,等到有光照時再對吸附的甲醛進行分解)。
        應用領域:百葉窗、硅藻泥或壁材、地板、裝飾板、墻紙、涂料、瓷磚、窗簾等室內裝修與裝飾材料、汽車內飾以及染料、表面活性劑、有機鹵代物、農藥等多種廢水治理等。
        市場前景:硅藻土和光催化材料是最有應用前途的綠色環境治理材料,本項目制備的納米TiO2/硅藻土復合光催化材料具有優良的吸附捕捉功能和光催化降解兩種功能,可以持續高效吸附和降解去除甲醛、甲苯等室內空氣污染物和水體中的污染物,而且性能安全可靠,原料來源廣,生產成本低,且可持續使用和回收方便,可以開發一系列的治理廢水和廢氣的環保產品,具有廣闊的市場空間和較強的市場競爭力,發展前景看好。

        2.2.4合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        2.3 硅藻泥配方與生產工藝
        一種具有調溫功能的健康環保硅藻壁材粉的配制方法(發明專利ZL 201310474410.5, 授權日2014-12-17)

        2.4硅藻土/瀝青路面復合材料
        2.4.1成果特點及主要技術指標

        以硅藻精土為改性劑、瀝青為基料的一種硅藻土/瀝青復合路面材料制備技術,包括硅藻土的表面處理工藝與配方、硅藻土與基質瀝青的復合工藝與配方。
        所得硅藻土/瀝青復合路面材料的主要指標為:針入度指數PI=-0.26~-1.0,彈性區間為>60℃,薄膜烘箱前后針入度比> 70%;延度(15ºC)50~100cm;軟化點>50ºC;抗老化性能:針入度比³80%。
        該項目已于2007年2月11日通過了吉林省科技廳的技術成果鑒定,其關鍵的表面改性技術已獲發明專利(一種改進硅藻土改性瀝青材料性能的方法,ZL200610167622.9)。

        2.4.2應用與市場前景
        由于硅藻土的主要成份為非晶質SiO2,具有化學穩定性好、松散多孔等特性,能夠顯著改善路面的溫度穩定性、路面強度、吸聲減振等性能,與目前的其他改性瀝青材料相比,具有加工容易、生產成本較低,生產過程環境負荷小,適合我國國情,對現代高速重載公路路面材料的發展和社會進步來說有顯著的社會效益。
        公路建設的快速發展帶動了道路瀝青市場消費的快速增長。預計“十二五”期間我國道路改性瀝青需求量為將以平均每年10%左右的速度增長。因此,硅藻土/瀝青復合路面材料必將具有廣闊的市場空間和良好的市場前景。

        2.4.3合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        2.5 TiO2/硅藻土基多孔陶瓷復合材料
        2.5.1成果特點及主要技術指標

        以硅藻土為主要原料,添加超細電氣石,采用低溫煅燒工藝,利用硅藻土原始孔洞和顆粒堆積形成的孔隙,制備孔徑主要集中在200 nm,比表面積為6 ~10m2/g,孔隙率40%~60%的硅藻土基多孔陶瓷材料,包括功能陶粒、裝飾板或磚、陶瓷管、過濾陶瓷、不定性顆粒等。

        2.5.2成熟程度
        已完成了詳盡和深入的原料配方和燒成工藝研究:并從微觀結構和宏觀效果兩方面對制備的硅藻土基功能陶瓷進行了表征和性能檢測分析,進行了應用試驗。該項目多孔陶瓷材料制備部分可以利用現有成熟的陶瓷生產技術,容易實現產業化。其關鍵制備技術已申請發明專利(一種硅藻土基多功能微孔陶瓷的制備方法,CN101368060A)。

        2.5.3應用與市場前景
        產品具有調濕、吸附有毒有害氣體以及絕熱保溫等功能,主要應用于建材(內墻及室內裝修與裝飾)、工業廢水和生活污水處理、節能保溫等領域,具有廣闊的市場空間和良好的市場前景。
        2.5.4合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        2.6 用硅藻土生產超細和納米二氧化硅
        2.6.1成果技術特點及主要指標

        以低品位硅藻土為原料,采用物理提純、物理法超細和表面處理、化學法(堿溶、酸析)和粒子阻隔技術制備超細和納米二氧化硅,產品主要技術指標如下:(1)物理法超微細二氧化硅:SiO2含量(干基)≥90%,pH=6.5~7.5,比表面積20~100m2/g,孔體積0.2~0.6ml/g;細度D97≤3μm(平均粒度≤1.5μm左右),吸油值150±50ml/100g。(2)化學法超細二氧化硅SiO2含量(干基)≥99%,pH=5.5~7.0,比表面積150~450m2/g,孔體積0.5~2.0ml/g,白度≥92;細度平均粒徑(離心沉降)1~3μm,吸油值280±50ml/100g。(3)納米二氧化硅:SiO2含量(干基)≥99%,pH=5.5~7.0,比表面積200~550m2/g,孔體積0.4~1.5ml/g,白度≥92;粒徑(透射電鏡)10~50nm,吸油值310±50ml/100g。

        2.6.2成熟程度及技術鑒定情況
        該技術進行了工業放大試驗。技術成果2004年7月通過了吉林省科技廳組織的技術成果鑒定。鑒定意見:“制備工藝簡單先進,達到國內領先水平”;“產品的純度、粒度、比表面積、白度等主要技術指標達到國內同類產品的先進水平”。其核心技術已獲發明專利(用硅藻土制備納米二氧化硅的方法ZL 02156764.6)。

        2.6.3產品市場及應用前景
        物理法超細二氧化硅的主要目標市場為膠鞋和除輪胎外的其它淺色橡膠制品;化學法超細二氧化硅的主要目標市場為“綠色輪胎”、油漆涂料和油墨(增稠劑)、功能塑料、硅橡膠等;納米二氧化硅的主要目標市場為彩噴紙、硅橡膠、油漆涂料和油墨(消光劑)、化纖填料等。這些領域與現代高技術和新材料產業密切相關,發展速度快,市場前景好。

        2.6.4合作方式
        專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式。

        2.7  硅藻土基相變蓄能復合材料
        2.7.1技術背景

            相變儲能材料是一種能自然感知環境溫度變化并通過“相”態變化來自動進行封閉區域環境溫度調節以達到調溫、恒溫目的新型節能材料,是一種世界各國著力開發的新型節能材料。
            相變材料一般是有機物,要有一種載體容納之,使其發生“相”態變化,如由固相因吸熱變為液相時,液體不滲出;由液相因放熱變為固相時,有空間容納其體積膨脹。因此實用性相變儲能材料基本上是一種負載型的復合相變材料。目前公開的復合相變材料存在的主要問題是:(一)相變潛熱不高或相變溫度不合適;(二)耐久性不好(相變材料易滲漏和儲熱性能下降);(三)載體成本較高,經濟性有待提高。
            硅藻土的成分和孔結構特點適合于吸附固定相變物質制備相變蓄能復合材料。

        2.7.2成果主要技術指標及知識產權
        相變點溫度:16~30°C; 相變潛熱:³75J/g; 穩定性/耐久性(100次冷熱循環相變試驗后的質量損失):≤2% 。
        關鍵技術已有兩項發明專利: ①一種有機/無機相變儲能復合材料(ZL201010132842.4,授權日2013-08-21); ②一種蛋白土負載固定有機相變材料的方法( CN102719228A,2012)。

        2.7.3發展前景
        相變儲能材料是一種世界各國著力開發的新型節能材料。它可以調節固定區域,如室內的溫度,也可以用于電力工業的削峰填谷,節約和合理利用電能,符合國家的科技、經濟發展戰略;也符合建設低碳型、節能和資源節約型社會的發展趨勢。加之硅藻土是我國的優勢礦產資源以及硅藻土基相變儲能材料技術性能上的顯著特點和成本優勢,硅藻土基相變儲能復合材料將具有良好的發展前景。

        2.7.4合作方式
        ①在前期實驗室基礎上合作開發產業化關鍵技術;產業化關鍵技術成果與合作方共享; ②合作申請國家或地方政府項目。
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com

       
      3.石棉尾礦和蛇紋石高效綜合利用技術

        3.1成果技術特點及創新
        一種完全綜合利用石棉尾礦/蛇紋石中的各種化學成分或組分的創新綠色工藝。主要特點及創新是:
        ①集成焙燒、浸取和分離技術、粉體原位表面處理技術和產品粒度及形貌控制技術等多種技術原理使蛇紋石/石棉尾礦資源化和高效綜合利用;
        ②采用氧化和選擇性堿析脫除浸取液中的鐵雜質并回收蛇紋石中的金屬鎳和氧化鐵;
        ③無機阻燃劑Mg(OH)2的粒徑調控和表面改性/復合技術;
        ④原礦中硅質組分的材料化和功能化深加工技術;
        ⑤焙燒用的硫酸銨和工藝用水循環利用。

        3.2產品種類及主要技術指標
        (1)超細氫氧化鎂:中位粒徑(d50)1.0~3.0 mm,Mg(OH)2=98±0.5%,白度>93.0;用于EVA電纜料的阻燃劑,氧指數³35%;拉伸強度³10MP;斷裂伸長率>150%。
        (2)多孔二氧化硅:BET比表面積³120m2/g;SiO2含量³80%;顆粒內部孔隙發達,孔徑分布范圍主要集中于0.45~2nm。
        (3)鎳鈷產物:金屬鎳³4.0%。
        (4)氧化鐵紅:氧化鐵³50%。
        (5)以多孔二氧化硅為原料的功能材料
        ①納米TiO2/酸浸硅渣(多孔硅)復合材料:表面負載的納米TiO2的晶粒15~35nm(XRD及高分辨率SEM檢測);光催化性能:對羅丹明B降解率³90%;48小時對甲醛的降解率³80%,甲醛可持續降解效率³70%;
        ②超細白炭黑:BET比表面積150~450m2/g,孔體積0.40~1.00cm3/g ,平均孔徑30~80Å,干基SiO2含量為³99%,白度³93.0;
        ③硅酸鋰高溫固碳材料:吸附容量³25%,吸附率³85%;
        ④工業和含重金屬廢水處理材料;
        ⑤高性能混凝土填料;
        ⑥改性瀝青填料。
        產出率(以加工1000kg原礦計):
        超細氫氧化鎂³450kg,多孔二氧化硅³420kg,鎳鈷產物;50 ~60kg;氧化鐵紅100~110kg;蛇紋石中氧化鎂回收率80%以上,鎳回收率90%以上,二氧化硅全部回收。

        3.3成熟程度及技術鑒定情況
            2003~2005年在科技部中小企業創新基金及甘肅省地方政府的支持下在甘肅阿克塞哈薩克自治縣建立日處理1噸左右石棉尾礦的中試線,完成了石棉尾礦高效綜合利用的中試;2005年12月通過了教育部組織的技術成果鑒定,鑒定結論達到國際先進水平。此后,又相繼進行了河南信陽、青海祁連、內蒙突泉和赤峰的蛇紋石資源及四川石棉尾礦綜合利用與深加工研究。近十年來,針對石棉尾礦的高效綜合利用與深加工工藝以及鎂質、硅質功能材料特性和在廢水處理、高性能混凝土、改性瀝青中的應用等已分別在非金屬礦、過程工程學報、硅酸鹽學報、化工礦物與加工、中國科學E輯等核心刊物以及第24屆國際選礦會議上發表論文10多篇,并有多篇被SCI、EI、ISTP收錄。
        相關核心技術已獲6項發明專利:①一種石棉尾礦綜合利用的方法,ZL03157398.3;②一種綜合利用蛇紋石酸浸渣填充改性道路瀝青的方法,ZL200910148507.0,③一種蛇紋石酸浸脫鎂硅渣表面包覆納米TiO2的方法,ZL201010534881.7);④一種提高蛇紋石銨鹽焙燒產物中氧化鎂浸出率的方法(ZL201310403421.4);⑤一種利用蛇紋石提鎂硅渣制備硅酸鋰高溫固碳材料的方法(ZL201410270711.0);⑥一種沉淀分離蛇紋石浸出液中鐵和鎳的方法(ZL201410309158.7)和3項發明專利申請:①一種利用石棉尾礦制備片狀納米氫氧化鎂和球形納米白炭黑的方法,CN101161591A;②一種用石棉尾礦酸浸渣制備硅質多孔材料的方法,101670268A;③一種蛇紋石加工利用的方法,CN102627302A。其中“一種石棉尾礦綜合利用的方法”被甘肅省科技廳、人事局和知識產權局共同組成的知識產權表彰工作委員會評為“甘肅省‘十五’期間十大優秀專利”。

        3.4市場前景
        本項目主要產品(高純超細氫氧化鎂、超細白炭黑或多孔二氧化硅)具有良好的市場前景。
        由于低煙無毒、與環境友好以及良好的填充性能,超細無機阻燃劑是未來用量增長最快的阻燃材料,超細氫氧化鎂是目前市場用量僅次于氫氧化鋁的無機阻燃劑之一。據預測,我國無機添加型阻燃劑年均需求增長率將達到10%左右。超細氫氧化鎂在阻燃材料領域具有良好的市場前景。此外,氫氧化鎂還可以用于環境保護、油品添加劑以及生產氧化鎂和金屬鎂。
        超細白炭黑是汽車輪胎、涂料、硅橡膠、特種功能橡膠、電子信息材料、功能化纖材料、新型塑料材料、樹脂復合材料、彩色噴墨打印紙等的功能填料,用量日趨增大。此外,還能負載納米TiO2制備用于可持續去除室內甲醛、甲苯的環保功能材料(已獲發明專利:以沉淀白炭黑為載體的負載型納米TiO2復合材料的制備方法,ZL 200910093640.0)。
        多孔二氧化硅具有高比表面積、發達的介孔和優良的吸附活性,對Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cd2、Cr3五種重金屬離子的吸附率達95%以上,是一種優良的重金屬離子吸附去除材料;同時具有良好的活性,可用于高性能混凝土增強填料以及道路瀝青的改性填料;此外還可作為納米TiO2的載體材料,用于制備廢水可持續處理材料(處理六價鉻、砷、鎘等重金屬離子廢水與含酚廢水)和室內甲醛去除材料(已獲發明專利:一種蛇紋石酸浸脫鎂硅渣表面包覆納米TiO2的方法,ZL201010534881.7),具有廣闊的市場前景。

        3.5經濟效益
            以年處理石棉尾礦或蛇紋石10000噸/年計(主要產品為超細氫氧化鎂和多孔二氧化硅,不計算以多孔二氧化硅為原料的功能材料):可新增產值5000多萬元,新增利稅1000萬元左右;需投資約4600萬元人民幣,靜態投資回收期4.5~6年。
        3.6合作方式
           ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。
       
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com


       
      4.無機復合超細活性阻燃填料
        本項目技術成果包括以下兩類技術:
        ①物理復合型。
        ②化學包覆型:包括氧化鋅包覆氫氧化鎂、氧化鋅包覆氫氧化鋁、磷酸鋅包覆氫氧化鎂、磷酸鋅包覆氫氧化鋁以及氫氧化鎂/氫氧化鋁復合型。

        4.1成果技術特點及主要指標
        4.1.1物理復合型

        以Mg(OH)2、Al(OH)3、蒙皂石、煅燒高嶺土、硅藻土等為基本組分,采用超細粉碎、表面改性和復配工藝制備而成,具有阻燃效率高,抗垂直燃燒性能及電絕緣性好,填充增強并與環境友好(低煙無毒)等特點。
        其主要性能指標為:粒度:d50=1~3um,d97=3~6um;吸油率≤0.50ml/g。用于電纜護套料(PVC或EVA):阻燃等級94-V0,無煙或少煙,氧指數 ³35%,拉伸強度>10MPa,斷裂伸長率>150%,體積電阻率>1×1013;用于白色熱塑電纜料(EVA):阻燃等級UL-94,無煙或少煙,氧指數 ³34%,拉伸強度>7MPa,斷裂伸長率>350%,體積電阻率>1×1013

        4.1.2化學包覆型
        采用鋅鹽、磷酸鹽、硼酸鹽或鎂鹽、鋁鹽和相應的氫氧化鋁、氫氧化鎂(或水鎂石粉)為原料,采用控制化學沉淀法制備而成,實現了氫氧化鎂和水合氧化鋅或磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁和水合氧化鋅或磷酸鋅以及氫氧化鋁和氫氧化鎂的化學復合,可以顯著提高阻燃效率和改善填充材料的力學性能并可以克服現有超細水鎂石阻燃劑使用后材料白度下降、顏色變深這一不足。
        其主要性能指標為:粒徑d97≤10mm,吸油率≤0.50ml/g;應用于EVA電纜料,其主要性能指標:阻燃等級V-0,無煙或少煙(煙密度≤100);氧指數>37;拉伸強度>10MPa;斷裂伸長率>150%。

        4.2成熟程度及技術鑒定情況
        項目已進行了中試和工業化生產,并于2004年5月通過了福建省科技廳組織的技術成果鑒定。2005年獲福建省科學技術三等獎。鑒定意見認為“研究成果在無機阻燃填料復合配方、加工技術(超細粉碎、復合表面改性)方面具有較大創新,達到國內領先水平”;“該項目研制的環境友好無機復合超細活性阻燃填料具有高效阻燃、填充補強和高電絕緣性三種功能,低煙無毒,在電纜上應用效果良好。符合現代阻燃劑的發展方向,而且生產成本較低,具有明顯的經濟、社會和環境效益”。
        已獲得五項發明專利授權:①一種磷酸鋅包覆氫氧化鋁型復合無機阻燃劑的制備方法(ZL200510112647.4),②一種表面包覆型復合無機阻燃劑的制備方法(ZL200510112649.3);③一種磷酸鋅包覆氫氧化鎂型復合無機阻燃劑的制備方法(ZL200710151942.X)④一種具有阻燃和電絕緣功能的無機復合超細活性填料的制備方法(ZL200710151941.5);⑤一種氫氧化鎂包覆碳酸鈣無機復合阻燃填料的制備方法(發明專利ZL 201410052412.X,授權日2015-04-01 )。

        4.3應用領域及市場前景
        高分子材料或高聚物基復合材料已成為現代社會最重要的材料之一,其應用范圍已遍及電力、電子、交通、通信、建材、化工、機械、紡織及日用品等各個領域,阻燃一直是高分子材料發展的重要問題之一,也是涉及社會安全的重大問題之一。隨著社會的進步,嚴格防火標準法規的確立及人類環保意識的增強,在阻燃劑市場不斷增大的同時,低煙無毒、與環境友好的無機阻燃型填料在阻燃劑市場所占的份額將不斷擴大。
        無機復合超細活性阻燃填料應用的范圍為:電纜(護套料和白色熱塑料)及其他高聚物基復合材料(如PP、PE塑料制品和橡膠制品等)。由于低煙無毒、與環境友好以及良好的填充補強性能和電絕緣性能,超細活性無機阻燃劑將是未來用量增長最快的阻燃材料,市場前景看好。
        目前,我國無機復合阻燃填料產量很小,高性能低煙、無毒、補強型無機復合超細活性阻燃填料更少,每年須從國外進口。本項目開發的產品在PVC、EVA、PE、PP塑料及橡膠電纜等中的應用不但可提高產品質量,替代進口產品,減少外匯支出,增加出口創匯,而且減少因使用這些材料而引發的火災所造成的大量生命和財產損失,具有很好的社會效益和環境效益。

        4.4合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com

       
      5.負載型納米TiO2復合光催化材料
        
        5.1成果特點及主要技術指標
        該項目是以硅藻土助濾劑或煅燒硅藻土、蛋白土、凹凸棒土、白炭黑、蛇紋石脫鎂后硅渣(多孔SiO2)、膨脹珍珠巖、海泡石、天然輝沸石等天然多孔礦物和電氣石為載體、納米TiO2為光催化活性組分,兼具吸附捕捉性能與光催化降解性能的復合型環保新材料的制備技術。
        這種多孔礦物負載納米TiO2型復合環保新材料載體表面穩定負載了晶粒度為10~50nm的納米TiO2;該類復合光催化材料在紫外光和太陽光下都有優良的光催化性能而且穩定性好。在日光燈照射下,24小時甲醛去降解去除率大于75%。

        5.2成熟程度及技術鑒定情況
        硅藻精土和硅藻土助濾劑負載納米TiO2復合材料已進入規模化工業生產和銷售。產品已應用于商品化的木制百葉窗、硅藻土壁材,瓷磚、內墻涂料等市場。
        白炭黑、電氣石、凹凸棒土等為載體的納米TiO2復合材料進行了中試或擴大試驗;產品已進行了應用研究。經權威檢測,這種表面每平方米使用4~15g的產品在日光燈下24小時內對室內甲醛的去除率達到75%以上。
            該成果的關鍵技術已申請了十一項發明專利,其中六項已授權:①氮摻雜凹凸棒石負載納米TiO2可見光催化劑的制備方法(ZL 200910148508.5);②以沉淀白炭黑為載體的負載型納米TiO2復合材料的制備方法(ZL 200910093640.0);③以硅藻土助濾劑為載體的負載型納米TiO2光催化材料的制備方法(ZL 200910235208.0);④ 一種蛋白土負載納米TiO2復合粉體材料的制備方法(ZL 201010132844.3);⑤一種電氣石/納米TiO2復合功能材料的制備方法(ZL201010132845.8);⑥一種蛇紋石酸浸脫鎂硅渣表面包覆納米TiO2的方法(ZL201010534881.7);⑦一種硅藻土負載氮摻雜納米TiO2光催化材料的制備方法(CN102698785A);⑧一種膨脹珍珠巖負載納米TiO2復合材料的制備方法(CN102698759A );⑨一種以膨脹珍珠巖為載體的納米TiO2薄膜及其制備方法(申請號201410181794.6);⑩提高TiO2/硅藻土復合材料可見光催化活性及抗菌性能的方法(申請號201410270737.5);11一種可見光響應TiO2/沸石復合材料的制備(申請號 201510336593.8)。

        5.3主要技術特征
        ①兼具多孔礦物材料的吸附捕捉性能與納米TiO2的光催化降解性能,可以高效和持續去除室內甲醛、甲苯等有機污染物和廢水中的有機污染物;②多孔礦物的多組分復合及制備過程的氮摻雜作用降低了的禁帶寬度,顯著提升了納米TiO2材料在可見光下的光催化性能,使該類復合光催化材料在紫外光和太陽光下都有優良的光催化性能而且穩定性好。
        本技術成果具有完全自主知識產權。

        5.4經濟效益與市場前景
        每kg多孔礦物負載型納米TiO2復合材料直接生產成本約70元左右;市場售價估計200元/kg左右。以年生產能力1000噸/年計,可新增產值2億元左右,新增利稅8000多萬元,具有良好的經濟效益。光催化材料是最有應用前途的綠色環境治理材料,本項目制備的多孔礦物負載型納米TiO2復合光催化材料可見光利用率高、光催化性能好、使用和回收方便,且生產成本較低,可以開發一系列的治理廢水和廢氣的高技術附加值環保功能產品,如將其制成涂料或涂層材料,可廣泛用于各類裝修和裝飾材料、木制品、塑料與橡膠制品、壁紙、汽車內飾、室內掛件等產品,使用方便,效果持久,具有較強的市場競爭力。
        室內是人類最主要的活動空間,室內空氣對人類的健康有至關重要的影響。由于技術和材料所限,目前在制造室內家俱和裝修過程中還無法完全禁止使用含有甲醛組分的原材料,無法從源頭上去除甲醛的危害,加之甲醛的釋放期長達10多年,任何一種物理吸附材料都不能持續地去除這種有害物質。因此,高效和持續的去除室內甲醛、甲苯等有害物質的環保新材料具有良好的應用前景。可以預見,隨著人們生活水平的提高和健康環保意識的增強,多孔礦物負載型納米TiO2復合光催化材料將具有良好的市場前景。

        5.5合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com

       
      6. 膨潤土精選與深加工技術
         6.1膨潤土精選提純技術
         6.1.1主要技術特點及創新

            采用純物理的濕法選擇性解聚與分散、除砂/雜、高效層流離心分選工藝與專用裝備提純膨潤土。
            核心技術已申請發明專利(一種用于膨潤土礦的層流離心選礦方法, CN102688803A)。
            主要技術水平:用于蒙脫石含量£50%鈉基膨潤土礦提純,吸藍量提高到38ml/100g以上,膨脹容提高到40ml/2g以上,陽離子交換容量提高到90mmol/100g以上,膠質價提高到650ml/15g以上,蒙脫石含量提高到85%以上。

         6.1.2應用前景
        天然產出的膨潤土大多是中低品位的膨潤土,但是高附加值的膨潤土產品或膨潤土的深加工要求高純度的膨潤土原料;而且隨著天然優質或高品位膨潤土資源的日趨減少,膨潤土的精選提純技術,尤其是環境友好型的先進選礦提純技術日趨必需。本技術成果由于第一,工藝簡單;第二,分選效果好,回收率高;第三,純物理方法,不污染環境。因此,具有良好的應用前景。
        6.1.3成果應用領域
        成果主要應用于中低品位膨潤土的精選提純。
        6.1.4合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。

        6.2提高膨潤土在鹽水中的膨脹性能
        6.2.1技術背景

        近十幾年來興起的膨潤土防水毯是膨潤土礦物材料,乃至非金屬礦物材料領域最重要的進展之一。這種功能材料充分利用了膨潤土的天然高吸水性和膨脹特性,廣泛應用于地下工程(地鐵、隧道、大型建筑基礎等)、城市垃圾填場、水利工程和人工湖防滲等領域,在環境保護、生態建設、節水等領域具有廣闊市場空間和良好的發展前景。但是,目前國內外的膨潤土防水毯產品存在的最大不足是,在離子濃度或鹽濃度較高的環境下其防水性能和耐久性能顯著下降(表現在膨脹性能下降和滲透系數增大)。由于這一缺點,在很大程度上影響了膨潤土防水材料應用領域的進一步擴大,尤其是在水利工程、污水處理工程等鹽度較高的領域的推廣應用,需要研發具有高抗鹽特性的新型膨潤土防水(滲)材料。這不僅是目前中國膨潤土防水(滲)材料存在的不足,也是世界范圍內膨潤土防水(滲)材料存在的一個難題。解決膨潤土基防水(滲)復合材料在鹽水中防水性能和耐久性能下降的關鍵是提高膨潤土原料的抗鹽性能,因為膨潤土是膨潤土基防水(滲)復合材料的關鍵原材料或基礎材料。
         6.2.2主要技術特點
        本技術包括物理摻雜改性技術和化學改性技術。
        物理摻雜改性技術:用天然多孔非金屬礦物材料摻雜改性膨潤土、與純水相比可以使膨潤土在一定濃度鹽水中的膨脹性能略有提升或不降低。核心技術“一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法”已獲發明專利(ZL201110049983.4)。
        化學改性技術:丙烯酸改性技術,可以顯著提升膨潤土在鹽水中的膨脹性能。
         材料主要技術性能指標: 滲透系數/(m/s)≤5.0×10-11;耐靜水壓:0.6MPa時1h情況下無滲漏;抗鹽性能:20天內,材料在濃度為1.0g/L的CaCl2水溶液中的膨脹指數不下降。
         6.2.3應用前景和經濟與社會效益
        作為新興環保和防滲功能的膨潤土防水毯(GCL),可以廣泛應用于地下工程(地鐵、隧道、大型建筑基礎等)、城市垃圾填場、水利工程和人工湖防滲等領域,具有廣闊市場空間和良好的發展前景。這種GCL材料的核心原料是鈉基膨潤土。由于天然膨潤土的抗鹽性差,影響或限制了其在海水、鹽湖水和含鹽廢水環境中的使用。本技術不僅顯著提升了天然膨潤土的抗鹽性能,而且生產工藝和方法簡單,容易實現產業化,且生產成本較低,不僅經濟效益顯著,而且在環境保護、生態建設、節水等領域具有巨大的社會效益。
        6.2.4合作方式
        ①共同開發該新型阻燃復合材料中試和產業化制備與應用技術;②合作申請國家或地方政府項目。

        6.3 插層復合膨潤土阻燃復合材料
        6.3.1技術背景

            火災是威脅人類生命財產安全最重要的因素之一。由于高分子材料在建筑、建材、電纜、電線等領域的廣泛應用給人類的生命財產造成重大的安全隱患。為了阻止其燃燒,必需在其中添加阻燃劑或阻燃材料。最早的阻燃劑是含鹵素(溴、氯等)的有機物,這些有機鹵素類阻燃劑雖然阻燃效率較高,但在阻燃的同時產生大量有毒煙氣,容易使人窒息而死。據上個世紀80年代美國的權威調查,使用有機鹵素阻燃劑的高分子材料燃燒時,致死人員中70%以上系窒息而死。因此,從安全角度,無機阻燃劑是最佳的選擇。自上個世紀90年代以來,具有低煙無鹵特性的無機阻燃劑已成為阻燃劑領域的主要發展方向。隨著社會對火災安全要求的不斷提高,阻燃材料滴落(或垂直燃燒)引起的次生火災問題日益引起重視,同時,提高材料的難燃性和快速熄滅性也成為近年來阻燃材料重要的研發方向。本技術正式基于這一背景,利用膨潤土的結構特性通過插層復合技術制備出抗滴落性能和難燃性能好的膨潤土阻燃復合材料。
        6.3.2主要技術特點及創新
        (1)羥基鎂插層及改性膨潤土阻燃復合材料
        填充EVA電纜料的斷裂伸長率³200%,氧指數³35%,垂直燃燒性能為1-2次滅3次10秒滅。
        (2)季銨鹽/羥基鎂復合插層及改性膨潤土阻燃復合材料。
        填充EVA電纜料的主要技術指標拉伸強度³10MPa;氧指數³35%,垂直燃燒性能為1-3次滅。
        (3)羥基鋁插層及改性膨潤土阻燃復合材料
         填充的EVA電纜料的主要技術指標斷裂伸長率³300%,氧指數為³35%,垂直燃燒性能為1次滅。
        (4)三聚腈胺磷酸鹽插層及改性膨潤土阻燃復合材料
        填充EVA電纜的氧指數³35%,垂直燃燒性能為1~2次滅3次10秒滅。
        6.3.3應用前景和經濟與社會效益
        低煙無毒、安全環保和可靠性是未來阻燃劑或阻燃材料的發展趨勢。插層及改性膨潤土阻燃復合材料是一種阻燃新材料。雖然該材料目前尚處于開發階段,但因其優異的協效阻燃、難燃和抗垂直燃燒或滴落性能,展現出良好的應用前景。一旦產業化將產生顯著的經濟效益和良好的社會效益。
        6.3.4成果應用領域及接產條件
        膨潤土生產、應用企業以及阻燃劑生產企業等。
        6.3.5合作方式
        ①共同開發該新型阻燃復合材料中試和產業化制備與應用技術;②合作申請國家或地方政府項目。

       
      7.石英選礦提純技術
        7.1 粉石英物理選礦技術
        7.1.1技術背景

        粉石英是一種天然硅質礦粉,因粒度分布較細而被稱為粉石英,在我國江西西部的萍鄉、宜春、新余等地以及湖南東部、廣東、廣西等均有豐富的蘊藏量。這種天然石英粉由于在長期的地質力或自然力的作用形成,顆粒的形狀較規則,顆粒無銳利的邊角,作為電子塑封料和環氧樹脂基電工材料的填料,不僅堆積密度高,而且不容易產生應力集中,可以增大在樹脂中的填充量和提高微電子產品或電子器件的使用壽命,使用性能顯著優于用石英巖加工而成的角形硅微粉。雖然這種硅微粉的球形度不如高溫火焰法生產的球形硅微粉,但是其生產成本要遠遠低于球形硅微粉。此外,用這種粉石英為原料生產硅微粉可以顯著減少礦石破碎和細磨作業,節約能源。但是,目前探明或發現的粉石英礦大多不同程度地含有各種雜質,特別是泥化的微細粒雜質附著于石英顆粒表面,使粉石英物理提純的難度較大,影響其利用價值。
        7.1.2 技術特點和主要技術指標
        本技術成果是一種短流程高效選礦提純技術,其主要技術特點如下:①省去了浮選以及酸浸、焙燒等化學工序,簡化了工藝流程,產品二次污染少;②采用獨特的機械摩擦搓洗與復合分散技術使表面粘附的微細粒黏土雜質與石英顆粒有效解離和分散,純潔了石英顆粒表面;③采用層流離心沉降分選技術高效分選石英和黏土類雜質礦物;④采用防污染精細分級裝備控制產品的粒度分布,可按用戶要求靈活調整產品的細度與粒度分布。其核心技術已獲得發明專利授權(一種粉石英礦的選礦提純方法,ZL201110118781.0)。
        主要選礦技術指標如下:SiO2³99.5%;Fe2O3<0.03%;Al2O3<0.3%;粒度400~800目(d75=15~39mm);pH6.5~7.5;電導率£15μs/cm;Na+≤5mg/kg;C1-≤5 mg/kg。
        7.1.3 產品主要用途和市場前景
        產品主要用途為電子塑封料(集成電路塊或版、分立電子器件、覆銅板等的塑封料等)、環氧樹脂基電工材料的填料以及油漆涂料、精密鑄造、陶瓷等。
        本項目產品的主要優勢是顆粒形狀規則、粒徑分布較均勻、比表面積小等。顆粒形狀規則和粒徑分布較均勻可以減少因硅微粉填充而導致的電工或電子材料中的應力集中,提高填充材料的力學性能和降低加工過程的磨耗,從而提高材料的可靠性和使用壽命;顆粒形狀規則和比表面積小還可以增加硅微粉在樹脂中的填充量,從而提高電工或電子材料的電絕緣性,并減少材料配方中樹脂的用量,節約樹脂和降低材料生產成本。顯然,隨著大規模集成電路以及高性能電工絕緣材料的發展及對硅微粉填料質量要求的提高。本產品具有良好的市場前景。
        7.1.4技術成熟程度
        本項技術已經在江西宜春進行了工業應用,依此技術為支撐的年產2萬噸高純石英微粉材料生產線(以粉石英為原料)2012年已得到國家發改委的立項支持。
        7.1.5合作方式
           ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。
        
      8.超細電氣石功能粉體材料
        
        8.1技術特點及主要指標
        采用濕法分散、濕式超細粉碎、濕法表面處理和干燥工藝制取超細活性電氣石功能粉體材料。主要技術指標如下:d50£0.5mm、d90:1.0~1.5mm、d97:2.0~3.0mm、緊堆密度£0.5 g/cm3、分散性和表面活性好,負離子濃度³1500個/cm3,靜態最大值大于6000個/cm3
        針對電氣石顏色較深這一不足,本項目還具有超細電氣石粉體進行表面包覆增白處理技術,使電氣石的白度大于65,負離子濃度進一步增大。

        8.2成熟程度及技術鑒定情況
        本項目已建立了年產500噸的中試生產線,生產線所選用的超細粉碎、表面處理(改性)及干燥解聚設備都是成熟的工業化設備,工藝路線和工藝流程簡單,參數可控性好,產品主要技術指標穩定。
        本項目技術已獲三項發明專利授權:①超細電氣石粉體材料的制備方法(ZL02134181.8);②電氣石粉體的表面TiO2包覆改性增白方法(ZL02156763.8);③一種電氣石/納米TiO2復合功能材料的制備方法(ZL201010132845.8);并于2003年10月通過了四川省經貿委組織的新產品新技術鑒定。鑒定意見認為:“工藝先進,屬國內首創”;“產品質量指標達到國際先進水平”;“該產品附加值高,應用范圍廣,市場前景好,推光應用后具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益”。

        8.3應用領域及市場前景
        主要應用領域為環保型涂料或涂層材料(釋放負離子、吸附室內有毒有害氣體、抗菌、自清潔等);功能化學纖維(釋放負離子、遠紅外輻射、保暖、除臭和異味等);廢水處理與水體凈化(光催化作用);美容保健商品等領域。這些領域與環境保護、提高人類的健康和生活質量密切相關,隨著人類環保意識的增強和生活水平的提高,市場前景看好。

        8.4合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。
         
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
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      9. 高遮蓋力無機復合白色顏料制備技術
        
        9.1成果技術特點及主要指標
        由鈦白粉和白色硅酸鹽礦物(超細煅燒高嶺土、滑石粉、硅鎂鋁粉)和重質碳酸鈣粉經過物理化學方法復合而成,生產工藝簡單,生產過程沒有環境污染,生產成本較鈦白粉顯著降低。
        主要指標:粒度D50=0.5±0.2mm,D97=2.0±0.4mm;白度>95;遮蓋力與作為復合原料之一的純鈦白粉相同或相近。

        9.2主要技術特征及創新
        以鈦白粉和白色礦粉或復合白色礦粉為原料,以濕法超細攪拌磨或砂磨機為復合設備,通過對鈦白粉和白色礦粉的有效分散和表面官能團的調整分段進行濕式超細研磨復合,然后將復合后的漿料進行干燥和機械分散解聚。

        9.3技術成熟程度
        分別針對三種白色硅酸鹽礦物(皂石、煅燒高嶺土、滑石/方解石復合礦粉)進行了三種鈦白粉/硅酸鹽礦物復合白色顏料制備的實驗室試驗和擴大試驗,按相應標準對其主要性能指標進行了測試和表征。其核心技術已獲得發明專利授權(一種高遮蓋力的無機復合白色顏料的制備方法,專利號ZL 200910000614.9)。

        9.4應用領域及市場前景
        本項技術制備的無機復合白色顏料可以代替鈦白粉應用于涂料、塑料、皮革等領域。
        無機顏料具有良好的耐高溫性能、化學穩定性、耐候性等,是重要的功能性顏料之一。無機顏料中的鈦白粉(主要成分為TiO2),特別是金紅石型鈦白粉,遮蓋力和白度高,化學穩定性和耐候性好,廣泛應用于涂料、油墨、塑料、皮革、織物、化妝品等領域,是迄今應用性能最佳、應用最為廣泛的高性能白色無機顏料。隨著相關產業的發展,鈦白粉市場需求量逐年上升。但是,鈦白粉生產工藝較為復雜,無論是采用氯化法還是硫酸法生產,生產過程均產生大量的廢氣和廢水,對環境形成較重的負荷。為了滿足市場對鈦白粉需求量的強勁增長,需要大量投資建設鈦白粉生產廠,一方面導致鈦白粉生產原料的緊張,另一方面對環境造成的負荷也越來越重。因此,遮蓋力和白度與鈦白粉相近,耐候性好,可以代替鈦白粉且生產過程簡單的白色無機顏料具有廣闊的市場空間和良好的市場前景。

        9.5合作方式
        ①專有技術轉讓,可采用按年銷售額提成等多種方式;②合作申請國家或地方政府項目。
       
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com

       
      10.技術開發與服務
        
        10.1非金屬礦物超細粉碎工藝設計與設備選型
        方解石(重質碳酸鈣)、高嶺土與煅燒高嶺土、石灰石、白云石、滑石、葉臘石、石英、長石、云母、硅灰石、石墨、重晶石、水鎂石、電氣石、皂石等非金屬礦物的干法和濕法超細粉碎與精細分級。

        10.2無機非金屬粉體的表面改性工藝與配方
        重質碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、硅微粉、云母、硅灰石、硅藻土、葉臘石、重晶石、膨潤土、凹凸棒土、海泡石、電氣石、皂石、白云石等非金屬礦物填料、陶瓷顏料、沉淀硫酸鋇、鈦白粉、鋅鋇白、鐵紅/黃等無機顏料以及輕質/納米碳酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、精細陶瓷粉體、化妝品、氧化鋅與納米氧化鋅、粉煤灰微珠等的有機和無機表面改性工藝設計、設備選型與改性劑配方。

        10.3非金屬礦選礦提純
        石墨、高嶺土、膨潤土、海泡石、凹凸棒土、石英、長石、云母、滑石、硅灰石、電氣石、重晶石、硅線石、紅柱石、藍晶石、菱鎂礦等非金屬礦物的選礦提純工藝研究。
        10.4非金屬礦物材料
        非金屬礦物功能填料、節能保溫材料、環境治理材料、生態修復材料、吸附材料、農藥化肥載體材料、納米復合材料等的制備、性能及應用技術開發。
        10.5資源綜合利用
        金屬礦選礦、冶煉尾礦/渣,非金屬礦選礦尾礦、工業廢渣等的綜合利用技術開發。
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com
        
      11. 硅藻土及硅藻泥相關研究經歷及成果
        
        2002年至今圍繞吉林省白山地區的硅藻土資源持續開展硅藻土選礦提純以及納米TiO2/硅藻土復合光催化材料(室內空氣凈化材料)、廢水處理材料、功能填料、調濕材料、相變儲能材料等硅藻功能材料與應用研究;2013年承擔非洲尼日爾硅藻土選礦技術研究。2003年以來共承擔完成或尚在進行的主要科研項目有:
        (1)國家“十二五”科技計劃重點項目課題(低品位硅藻土資源高效利用與深加工關鍵技術研究,編號2010BAE00316-07,2011.1~2014.6)
        (2)硅藻精土深加工技術研究(吉林省科技創新基金項目,編號2004107,2004.1~2006.12)
        (3)硅藻土調濕性能及優化研究(教育部高等院校科研專項2013.1~ 2015.12)
        (4)納米TiO2/硅藻土復合材料(中國礦業大學[北京]博士創新基金項目,2004.01~2006.12)
        (5)納米TiO2/硅藻土復合材料中試技術(臨江市寶健木業有限公司2008.3~2009.12)
        (6)臨江市寶健木業有限公司納米TiO2/硅藻土復合材料產業化建設項目 (2012年中央預算內產業振興和技改項目,吉發投資聯[2012]859號、2012.1~ 2013.12)
        (7)中低品位硅藻土選礦中試技術與生產線建設項目(臨江市嘉合康寧硅業有限公司,2010.3~ 2013.12)
        (8)用硅藻土制備納米SiO2(臨江市美詩頓粉體材料有限公司,2003.5~2005.12)
        (9)尼日爾硅藻土選礦技術(天津大港油田集團工程建設有限公司,2013.08~2015.12)。
        2004年以來,本科研與合作企業團隊累計在國內外發表硅藻土研究開發方面的50篇以上,其中SCI收錄15篇以上,EI收錄15篇以上;申請發明專利15項,其中授權發明專利11項;通過省/部級技術成果鑒定驗收5項。其中與硅藻泥/壁材(硅藻土原料、硅藻泥配方及光催化降解甲醛等有毒有害氣體)相關的論文30篇以上(SCI收錄10篇以上,EI收錄10篇以上),發明專利10項。硅藻泥/壁材相關的主要發明專利如下:
        (1) 一種具有調溫功能的健康環保硅藻壁材粉的配制方法(ZL 201310474410.5,2014年授權)
        (2) 以硅藻土助濾劑為載體的負載型納米TiO2光催化材料的制備方法  ZL200910235208.0(2012年授權)  
        (3) 可用于水和空氣凈化的硅藻土負載納米TiO2材料的制備方法  CN101195086A(2008年)
        (4) 一種硅藻土負載氮摻雜納米TiO2光催化材料的制備方法  CN102698785A(2012年授權)
        (5) 納米TiO2/硅藻土復合材料生產工藝  ZL200910011609.8(2012年授權)
        (6) 納米TiO2/硅藻土復合材料生產系統  ZL200910011609.8(2011年授權)
            (7)提高TiO2/硅藻土復合材料可見光催化活性及抗菌性能的方法(ZL201410270737.5,2016年2月授權)
        (8) 一種納米TiO2/多孔礦物復合材料的煅燒晶化方法(申請號201510052521.6)
        (9)一種用于硅藻土礦的層流離心選礦方法(ZL 201110226370.3,2014年授權)
        (10) 一種硅藻土礦的干、濕法集成選礦工藝(ZL 2008101111515.3,2013年授權)
        納米TiO2/硅藻土復合光催化材料專利技術和硅藻土原料選礦提純專利技術已實現產業化應用(在臨江市寶健納米復合材料科技有限公司建成投產了年產1000噸納米TiO2/硅藻土復合材料生產線,在臨江北峰硅藻土有限公司建成投產了年產12000噸硅藻精土生產線),產品已經在硅藻泥中得到應用。其中,納米TiO2/硅藻土復合材料生產線是目前世界上唯一的一條高性能吸附與光催化功能復合材料生產線,不僅在硅藻泥,而且在其他內墻涂料和裝飾裝修材料(壁紙、木制百葉窗拉簾、木地板、家具漆、無紡布)以及汽車內飾材料具有良好的應用前景。
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
        地  址:北京市學院路丁11號逸夫樓610(100083)
        電  話:(010)62339920,13601339820,13466774499
        Email:13601339820@163.com;zhengsl@cumtb.edu.cn ;13466774499@163.com
       
      發明專利
        授權發明專利(2000~2017)
        [1] 用蛋白土或硅藻土制備白炭黑的方法。發明人:鄭水林,李揚,董文,夏巧玲,杜玉成; 專利號:ZL95102423.X;授權日:2000年6月24日;專利權人:武漢工業大學北京研究生部
        [2] 利用磁種法去除煤系硬質高嶺巖中鐵和鈦的工藝。發明人:鄭水林,杜玉成,李揚,夏巧玲,邢東海; 專利號:ZL96109831.7;授權日:2000年9月23日;專利權人:武漢工業大學北京研究生部
        [3] 一種石棉尾礦綜合利用的方法。發明人:鄭水林,李揚,劉福來等;專利號ZL03157398.3;授權日2005-11-02;專利權人:中國礦業大學(北京校區)
        [4] 用硅藻土制備納米二氧化硅的方法。發明人:鄭水林,李揚,王光玉,江中強;專利號:ZL02156764.6;授權日2005-07-27;專利權人:中國礦業大學(北京校區),吉林翔豪實業股份有限公司
        [5] 電氣石粉體的表面TiO2包覆改性增白方法。發明人:鄭水林,李揚;專利號:ZL02156763.8;授權日2005-08-24;專利權人:中國礦業大學(北京校區)
        [6] 超細電氣石粉體材料的制備方法。發明人:鄭水林,汪建軍,錢忠良等;專利號:ZL02134181.8;授權日:2006-12-20;專利權人:綿陽市仁智實業發展有限責任公司
        [7] 一種磷酸鋅包覆氫氧化鋁型復合無機阻燃劑的制備方法。發明人:鄭水林,張清輝,鄒勇等;專利號:ZL200510112647.4;授權日2009-02-11;專利權人:中國礦業大學(北京校區)
        [8] 一種改進硅藻土改性瀝青材料性能的方法。發明人:鄭水林,常偉,王光玉等;專利號:ZL200610167622.9;授權日2009-10-28;專利權人:中國礦業大學(北京校區),臨江市美詩頓粉體材料有限公司
        [9] 一種表面包覆型復合無機阻燃劑的制備方法。發明人:鄭水林,張清輝,鄒勇等;專利號:ZL200510112649.3;授權日2010-01-13;專利權人:中國礦業大學(北京校區)
        [10] 一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法。發明人:鄭水林,王彩麗,邢波;專利號:ZL200710117628.X,授權日2010-09-01;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [11] 連續粉體表面改性機。發明人:駱劍軍,鄭水林;實用新型專利:ZL200920299497.6;授權日2010-10-27;專利權人:江陰市啟泰非金屬工程有限公司,中國礦業大學(北京)
        [12] 一種磷酸鋅包覆氫氧化鎂型復合無機阻燃劑的制備方法。發明人:鄭水林,邢波,楊敏等;專利號:ZL 200710151942.X;授權日2011-04-20;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [13] 一種硅灰石表面包覆硅酸鋁納米粒子的方法。發明人:鄭水林,王彩麗,王麗晶,劉桂花;專利號:ZL200710151943.4;授權日2011-01-05;專利權人:中國礦業大學(北京),山西泰華工貿有限公司
        [14] 一種硅灰石填料的無機復合與表面改性方法。發明人:鄭水林,王彩麗,劉桂花;專利號:ZL 200810224268.8;授權日2011-05-11;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [15] 一種高遮蓋力的無機復合白色顏料的制備方法。發明人:鄭水林,張曉波,黃朋,劉杰;專利號:ZL200910000614.9;授權日2011-12-07;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [16] 氮摻雜凹凸棒石負載納米TiO2可見光催化劑的制備方法。發明人:鄭水林,劉月,熊余,文明,賀洋;專利號:ZL200910148508.5;授權日2011-12-07;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [17] 一種綜合利用蛇紋石酸浸渣填充改性道路瀝青的方法。發明人:鄭水林,孫志明,吳照洋;專利號:ZL200910148507.0;授權日2012-05-30;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [18] 以硅藻土助濾劑為載體的負載型納米TiO2光催化材料的制備方法。發明人:鄭水林,王利劍,傅振彪,許輝,張曉波,呂芳麗;專利號:ZL200910235208.0;授權日2012-08-15;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [19] 以沉淀白炭黑為載體的負載型納米TiO2復合材料的制備方法。發明人:鄭水林,王利劍,熊余,張曉波等;專利號ZL 200910093640.0;授權日2012-08-08;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [20] 一種具有阻燃和電絕緣功能的無機復合超細活性填料的制備方法。發明人:鄭水林,吳良方,四季春,肖友霞;專利號:ZL 200710151941.5;授權日2012-07-04;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [21] 一種硅藻土礦的干、濕法集成選礦工藝。發明人:鄭水林,李揚,黃強,黃朋;專利號ZL 2008101111515.3;授權日2013-03-13;專利權人:中國礦業大學(北京),臨江千億硅藻產業有限公司
        [22] 一種電氣石/納米TiO2復合功能材料的制備方法。發明人:鄭水林,劉月,楊濤,石鈺;專利號ZL 201010132845.8;授權日2013-04-10;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [23] 一種蛋白土負載納米TiO2復合粉體材料的制備方法。發明人:鄭水林,文明,劉月,石鈺;專利號ZL201010132844.3;授權日2013-06-05;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [24] 一種有機/無機相變儲能復合材料的制備方法。發明人:鄭水林,張曉波,張玉忠,懷楊楊;專利號ZL 201010132842.4;授權日2013-08-21;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [25] 一種硅灰石負載納米SnO2型復合抗靜電功能填料的制備方法。發明人:鄭水林,沈紅玲,毛俊;專利號ZL 201010267034.9;授權日2013-07-10;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [26] 一種蛇紋石酸浸脫鎂硅渣表面包覆納米TiO2的方法。發明人:鄭水林,鄭黎明,戴瑞;專利號ZL 201010534881.7;授權日2013-08-21;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [27] 一種可顯著降低碳酸鈣吸油值的表面改性劑配方。發明人:鄭水林,吳翠平;專利號ZL 201110387649.X,授權日2013-07-17;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [28] 硅藻土選礦用層流離心選礦機。發明人:張雁鳴,李金輝,鄭水林,孫志明,毛俊;實用新型專利ZL 201120286570.3;授權日2012-05-30;專利權人:臨江北峰硅藻土有限公司,中國礦業大學(北京)
        [29] 一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法。發明人:鄭水林,豆中磊,于健,孫志明;專利號ZL 201110049983.4;授權日2013-11-20;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [30] 重質碳酸鈣復合填料及其制備方法和用途。發明人:鄭水林,黃云華,李龍山等;專利號ZL201210239196.0;授權日2014-01-15;專利權人:四川石棉巨豐粉體有限公司,中國礦業大學(北京)
        [31] 一種粉石英礦的選礦提純方法。發明人:鄭水林,賀洋,毛俊,苑曉光,孫志明;專利號ZL201110118781.0, 授權日2014-03-19;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [32] 一種用于硅藻土礦的層流離心選礦方法。發明人:鄭水林,孫志明,張開永,豆中磊,張雁鳴,李金輝;專利號ZL 201110226370.3;授權日2014-03-26;專利權人:中國礦業大學(北京),臨江北峰硅藻土有限公司
        [33] 一種具有調溫功能的健康環保硅藻壁材粉的配制方法. 發明人:鄭水林,胡志波,孫志明,演陽;專利號ZL 201310474410.5;授權日2014-12-17;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [34] 一種提高蛇紋石銨鹽焙燒產物中氧化鎂浸出率的方法。發明人:鄭水林,狄永浩,宋貝,劉超;專利號ZL201310403421.4;2015-02-11;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [35] 一種氫氧化鎂包覆碳酸鈣無機復合阻燃填料的制備方法。發明人:鄭水林,劉超,宋貝,劉姝抒;專利號ZL 201410052412.X;2015-04-01;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [36] 一種硅藻土負載氮摻雜納米TiO2光催化材料的制備方法。發明人:鄭水林,孫志明,胡志波;ZL201210205768.3;授權日2015-10-21;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [37] 提高TiO2/硅藻土復合材料可見光催化活性及抗菌性能的方法。發明人:鄭水林,孫青,胡小龍,李慧;專利號ZL201410270737.5;授權日2016年2月17日;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [38] 一種利用蛇紋石提鎂硅渣制備硅酸鋰高溫固碳材料的方法。發明人:鄭水林,狄永浩,牛保軍等;專利號ZL201410270711.0;授權日2016年2月17日;專利權人:中國礦業大學(北京)
        [39] 一種沉淀分離蛇紋石浸出液中鐵和鎳的方法。發明人:鄭水林,狄永浩,宋貝;專利號ZL201410309158.7;授權日2016年1月20日;專利權人:中國礦業大學(北京)

        已申請和進入實審的發明專利
        [1] 一種以膨脹珍珠巖為載體的納米TiO2薄膜及其制備方法(ZL201410181794.6,2016年1月)
        [2] 一種納米TiO2/多孔礦物復合材料的煅燒晶化方法(申請號201510052521.6,2015年)
        [3]一種可見光響應的納米TiO2/沸石復合材料的制備(申請號201510336593.3,2015年)
        [4]一種重質碳酸鈣/硅藻土復合調濕材料及其制備方法(申請號201510283975.4,2015年)
        [5] 一種聚磷酸銨/高嶺土復合阻燃劑的制備方法(申請號201510575192.3,2015年)
        [6] 一種處理工業廢水的改性復合硅藻土吸附劑及制備方法(申請號201510671619.X,2015年)
        [7] g-C3N4-TiO2@蒙脫石光催化劑及其制備方法(申請號201510581789.9,2015年)
        [8] 一種硅藻土負載納米碳復合吸附材料的制備方法(申請號201510574057.7,2015年)
        [9] g-C3N4/高嶺石復合光催化劑及其制備方法 (申請號201610182378.7,2016年)
        [10] BiOCl-TiO2/硅藻土光催化劑及其制備方法(申請號201610267167.3,2016年)
        [11] 一種水菱鎂石調濕材料及其制備方法(申請號201610839161.9,2016年)
        [12] 一種氧化鋁/硅藻土復合調濕材料及其制備方法(申請號201610842178.X,2016年)
        [13] 一種非離子表面活性劑改性蒙脫石及其制備方法(申請號201611102265.8,2016年)
        [14] 一種硅藻土/白炭黑復合調濕材料及其制備方法(申請號201611096484.X,2016年)
        [15] 一種伊利石負載納米碳復合吸附材料及其制備方法(申請號201610900682.0,2016年)
        [16] 一種具有光催化功能的硅藻板及其生產工藝(申請號201710088822.3,2017年)
        
        主要著作:
        [1] 鄭水林編著。《超細粉碎原理、工藝設備及應用》(ISBN 7-80090-169-6/TH.2,250千字)。中國建材工業出版社,1993年5月
        [2] 鄭水林編著。《粉體表面改性》(ISBN 7-80090-396-6/TU.85,200千字)。中國建材工業出版社1995年12月
        [3] 鄭水林等編著。《非金屬礦加工技術與設備》(ISBN 7-80090-725-2/TB.39,409千字)。中國建材工業出版社,1998年6月
        [4] 鄭水林編著。《超細粉碎》(ISBN 7-80090-853-4/TU.195,251千字)。中國建材工業出版社,1999年5月,2001年9第2次印刷
        [5] 鄭水林主編。《超細粉碎工藝設計與設備手冊》(ISBN 7-80159-279-4/TU.139,426千字)。中國建材工業出版社,2002年9月
        [6] 鄭水林編著。《非金屬礦加工與應用》(ISBN 7-5025-3255-2/TQ.1367,245千字)。化學工業出版社,2003年4月,2003~2008四次重印
        [7] 鄭水林編著。《粉體表面改性(第二版)》(ISBN 7-80159-479-7/TU.240,347千字)。(中國建材工業出版社,2003年8月;2004年3月第2次印刷
        [8]盧壽慈主編,沈志剛、鄭水林、徐政副主編。《粉體技術手冊》(國家“九五”重點圖書,ISBN 7-5025-5227-8/TQ.1928,1861千字)。化學工業出版社,2004年7月
        [9] 鄭水林編著。《超微粉體加工技術及應用》(ISBN 7-5025-6153-6/TB.88,314千字)。化學工業出版社,2005年1月
        [10] 鄭水林,袁繼祖主編。《非金屬礦加工技術與應用手冊》(ISBN 7-5024-3649-9,1097千字)。冶金工業出版社,2005年5月
        [11] 鄭水林等主編。《超細粉碎工程》(ISBN 7-80227-059-6,643千字)。中國建材工業出版社,2006年9月                
        [12] 鄭水林編著。《非金屬礦物材料》(ISBN 98-7-122-00076-7,600千字)。化學工業出版社,2007年5月       
        [13] 鄭水林編著。《非金屬礦加工與應用》第二版(ISBN 978-7-122-03700-8,377千字)。化學工業出版社,2009年1月
        [14] 鄭水林編著。《非金屬礦加工工藝與設備》(ISBN 978-7-122-06220-8.,307千字)。化學工業出版社,2009年8月
        [15] 鄭水林主編。《無機礦物填料加工技術基礎》(ISBN 978-7-122-07565-9.,312千字)。化學工業出版社,2010年4月
        [16] 鄭水林編著。《超微粉體加工技術及應用(第二版)》(ISBN 978-7-122-11667-3,352千字)。化學工業出版社,2011年10月
        [17] 鄭水林,王彩麗編著。《粉體表面改性(第三版)》(ISBN 978-7-80227-982-7,385千字。中國建材工業出版社,2011年9月
        [18]鄭水林編著。《非金屬礦加工與應用(第三版)》。(ISBN 978-7-122-17611-0.,457千字)。化學工業出版社,2013年9月
        [19]鄭水林,孫志明編著《非金屬礦物材料》(第二版)(ISBN 978-7-122-26224-0.,620千字).化學工業出版社, 2016年6月
        [20]鄭水林編著《非金屬礦超細粉碎技術與裝備》(ISBN 978-7-5160-1578-0,252千字).中國建材工業出版社, 2016年8月
        
        聯系人:中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院 鄭水林教授、孫志明博士
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