馬 群（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河南總隊(duì)，河南 信陽(yáng) 464000）

非金屬礦在農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用

馬 群
（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河南總隊(duì)，河南 信陽(yáng) 464000）

【摘 要】本文論述了非金屬礦在農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用：非金屬礦產(chǎn)可以制造鉀肥、改良土壤、作飼料添加劑、增加農(nóng)藥效力、減少農(nóng)藥副作用等；非金屬礦產(chǎn)還可作為生態(tài)建材原料，可用于治理污水、凈化空氣等。

【關(guān)鍵詞】非金屬礦；農(nóng)業(yè)；環(huán)保；應(yīng)用

非金屬礦產(chǎn)是指除金屬礦產(chǎn)、礦物燃料礦產(chǎn)以外的具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的任何種類的巖石、礦物或其他自然產(chǎn)出的物質(zhì)。非金屬礦產(chǎn)及其加工產(chǎn)(制)品是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)、人民生活和社會(huì)發(fā)展所必須的基礎(chǔ)原料。未來(lái)非金屬礦產(chǎn)品的主要需求市場(chǎng)仍將是國(guó)防建設(shè)、節(jié)能產(chǎn)品、耐火材料、化工、農(nóng)業(yè)、造紙、涂料、橡膠、塑料、陶瓷、家用電器以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。尤其是經(jīng)過(guò)深加工的非金屬礦物，可形成一批高附加值、高技術(shù)含量的新型非金屬礦物材料。我國(guó)非金屬礦產(chǎn)資源十分豐富，是當(dāng)今世界上非金屬礦產(chǎn)種類比較齊全的少數(shù)國(guó)家之一，也是非金屬礦生產(chǎn)大國(guó)。目前我國(guó)非金屬礦開(kāi)采和加工企業(yè)有近10萬(wàn)家，年產(chǎn)值超過(guò)3 500億元，已探明儲(chǔ)量的非金屬礦產(chǎn)約88種，產(chǎn)地4 500多處，其中石墨、重晶石、硫鐵礦、高嶺土、石膏、大理石和花崗巖等在國(guó)際上占優(yōu)勢(shì)；沸石、珍珠巖、海泡石、蛭石、粘土等十幾種非金屬礦產(chǎn)已成為國(guó)際優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)；金剛石、藍(lán)寶石、鉀鹽也有很好的發(fā)展前景。隨著我國(guó)不斷推進(jìn)全面建設(shè)小康社會(huì)，非金屬礦產(chǎn)在建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。

1　非金屬礦在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

“民以食為天”，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中農(nóng)牧業(yè)的主導(dǎo)地位是顯而易見(jiàn)的。隨著土地的長(zhǎng)期耕種和工業(yè)化所帶來(lái)的環(huán)境污染，土壤的有效成分減少，結(jié)構(gòu)退化及板結(jié)，這不僅嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也影響了農(nóng)作物的品質(zhì)；同時(shí)，以植物為食的畜禽的肉質(zhì)和蛋奶的質(zhì)量也逐步下降，有害元素增加，這些都將影響人類的健康。要解決這些問(wèn)題，非金屬礦產(chǎn)有著特殊的性能和獨(dú)特的作用。

1.1 制造鉀肥原料

鉀肥主要為氯化鉀和硫酸鉀，屬酸性肥料，是農(nóng)作物不可缺少的肥料之一。它不但能促進(jìn)作物的根系發(fā)育，穗桿粗壯，不易倒伏，抽穗齊、成熟早，顆粒飽滿，而且能增強(qiáng)作物的抗旱、抗病蟲(chóng)害的能力。鉀肥的品種主要有氯化鉀、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉀石鹽、鉀鎂鹽、光鹵石、硝酸鉀、窯灰鉀肥。

能夠提煉鉀肥的非金屬礦主要有：含鉀礦物及巖石(如雜鹵石、光鹵石、霞石、白榴石、鉀長(zhǎng)石、金云母、海綠石、明礬石、黃鉀鐵芳、伊利石粘土、霞石正長(zhǎng)巖、富鉀粗面巖類、凝灰?guī)r等)、含氮礦物及巖石(鈉硝石、鉀硝石)、磷酸鹽礦物及磷塊巖、橄欖石和純橄欖巖、蛇紋石、陽(yáng)起石、硼鎂石、黃鐵礦、硫化物、沸石、蛭石、石膏、菱鎂礦、白云石、硅藻土、腐殖酸類礦肥、泥炭、藍(lán)鐵礦、磷鋁石等。

1.2 在增加肥效、抗旱及改良土壤中的應(yīng)用

肥效調(diào)控和土壤改良是國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理方面的重要技術(shù)，合理調(diào)配使用能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)并使其達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)的作用。在傳統(tǒng)肥料中添加一定的天然礦物，能使肥料不結(jié)塊而增加肥料的利用率，同時(shí)也增加了礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素；另外，對(duì)于化肥這種速效肥，它還可以延緩化肥的肥效，延長(zhǎng)化肥的作用時(shí)間，不僅能夠提高作物產(chǎn)量，而且能夠明顯地改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。目前用于化肥添加劑的礦物主要有沸石、珍珠巖、蛇紋巖、硅藻土、凹凸棒石粘土、膨潤(rùn)土等。

在增加抗旱能力方面，膨潤(rùn)土、沸石、凝灰?guī)r、硅藻土具有化肥吸附劑的作用，對(duì)化肥的分解物(如尿素中的胺)起“暫時(shí)儲(chǔ)集器”的作用，使植物慢慢吸收，避免流失。由于這些礦物具有很強(qiáng)的吸水性，可緩解土壤中的水分快速蒸發(fā)(起“蓄水器”的作用)，故增加了抗旱的能力。

在土壤改良方面，利用一些礦物巖石陽(yáng)離子交換性質(zhì)、選擇性、吸附性、酸堿性等特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，能夠改變土壤的物化性狀，增加土壤的保水、保肥能力，效果顯著。如沸石、膨潤(rùn)土、浮石、蛭石、硅藻土、海泡石是利用礦物的通氣性和膨脹性來(lái)改良土壤結(jié)構(gòu)；如高嶺土、膨潤(rùn)土、石灰?guī)r、泥灰?guī)r、火山灰、蛇紋巖是利用礦物的吸附性、粘結(jié)性和陽(yáng)離子交換性防止水土流失；如沸石、石灰?guī)r、石膏、碳質(zhì)巖是利用礦物具有酸堿性的特征，來(lái)改善土壤的酸堿度等。

1.3 在飼料中的應(yīng)用

非金屬飼用礦產(chǎn)含有動(dòng)物生長(zhǎng)所需的各種元素五十多種，是動(dòng)物體維持生命和健康生長(zhǎng)所必需的的營(yíng)養(yǎng)源，具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，能最大發(fā)揮動(dòng)物的遺傳能力，節(jié)省糧食、提高產(chǎn)量和質(zhì)量以及預(yù)防疾病等優(yōu)點(diǎn)。它們被稱作“生命必需元素”，雖然需求量很微小，但生理功能很大，一旦缺少，即可造成動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)性障礙。因此，它的開(kāi)發(fā)利用是畜牧業(yè)發(fā)展中極其重要的組成部分，受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注與應(yīng)用。

動(dòng)物飼料中添加的礦物分兩類：營(yíng)養(yǎng)性礦物及非營(yíng)養(yǎng)性礦物。前者主要起補(bǔ)充蛋白質(zhì)、鈣質(zhì)及維生素等作用，主要有碳酸鹽類礦物(如低鎂石灰石、大理石、貝殼等)、磷酸鹽類礦物(如磷酸二氫鈣，磷為動(dòng)物骨、腦及血液所必需的)、含鎂礦物(如煅燒菱鎂礦，動(dòng)物缺鎂易引起抽搐及軟骨病等)；后者起充填、粘結(jié)、載體作用，主要有膨潤(rùn)土、海泡石、沸石等粘土礦物及滑石。

1.4 在農(nóng)藥中的應(yīng)用

農(nóng)藥中添加非金屬礦物可以避免傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留所帶來(lái)的公害，藥效長(zhǎng)，對(duì)人體的危害小，并能防止向大氣和水體中釋放農(nóng)藥，有利于生產(chǎn)環(huán)保型綠色食品。農(nóng)藥用非金屬礦物大致分為兩種：①對(duì)病蟲(chóng)害有抑殺作用的礦物(如硫黃、雄黃、雌黃、滑石、菱鎂礦、螢石、辰砂、石膏、海泡石等)，這些礦物中含有一些毒性元素(如Hg、As、S等)；②能將農(nóng)藥較長(zhǎng)時(shí)間地保留在土壤內(nèi)，作為農(nóng)藥的載體、摻合劑和吸附劑，使其發(fā)揮最大的殺蟲(chóng)滅害作用(如滑石、蒙脫石、凹凸棒石、坡縷石、海泡石、珍珠巖等)。

2　非金屬礦在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、工業(yè)高速發(fā)展階段，也面臨著一些發(fā)達(dá)國(guó)家曾經(jīng)遇到過(guò)的環(huán)境污染問(wèn)題。例如生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、水土流失嚴(yán)重、土地荒漠化加速、“三廢污染”造成多種生物瀕臨滅絕等，嚴(yán)重制約了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。非金屬礦是自然界天然無(wú)機(jī)礦產(chǎn)，具有與天然環(huán)境的共生性和協(xié)調(diào)性，既能治理污染，又能恢復(fù)環(huán)境、回歸自然；并且都能循環(huán)利用，不產(chǎn)生二次污染，治污成本低；在一般性環(huán)保技術(shù)不能解決的非點(diǎn)源區(qū)域性污染問(wèn)題方面能發(fā)揮獨(dú)特的作用，這是物理化學(xué)、生物治污方法所不能比擬的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)環(huán)保領(lǐng)域的投入和研究非金屬礦物及其制品在環(huán)保中的作用突顯。如何充分利用非金屬礦物的環(huán)境屬性，正成為環(huán)境礦物學(xué)和環(huán)境科學(xué)的重點(diǎn)研究方向和學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。

目前，應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的非金屬礦有近50種，包括天然非金屬礦產(chǎn)品、深加工產(chǎn)品及其制品。部分具有獨(dú)特物化性能的非金屬礦物材料在治理固體污染物、水體、大氣等方面成績(jī)顯著。

2.1 在生態(tài)建材中的應(yīng)用

利用沸石、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石、浮石、海泡石等非金屬礦具有體輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、吸音等特點(diǎn)，能夠生產(chǎn)安全健康型生態(tài)建材；利用滑石、石膏、方解石、高嶺土、蛇紋石、麥飯石等非金屬礦具有吸附和藥用功能，能夠生產(chǎn)保健型生態(tài)建材；硅灰石、長(zhǎng)石、透輝石、霞石、正長(zhǎng)巖、玄武巖等，能夠生產(chǎn)節(jié)能型生態(tài)建材。

2.2 在治理污水中的應(yīng)用

利用坡縷石和海泡石具有的孔狀結(jié)構(gòu)，來(lái)處理有機(jī)廢水；利用蛭石具有片狀結(jié)構(gòu)、良好的高分子交換性和強(qiáng)吸附性，能作金屬?gòu)U水的處理介質(zhì)；利用蒙脫石、凹凸棒土、沸石等比表面積大、離子交換性高及吸附性能優(yōu)良的性質(zhì)，來(lái)處理生活廢水、工業(yè)廢水，去除廢水中的重金屬離子(如Ni(2+)、Hg(2+)、Cd(2+)、Pb(2+)、Cr(2+)、Al(2+)等)、有機(jī)污染物及磷

酸根離子等，并且吸附后具有優(yōu)良的脫附效果，能夠二次使用。

2.3 凈化氣體中的應(yīng)用

利用膨潤(rùn)土、海泡石、坡縷石、高嶺土等比表面積大、吸附性強(qiáng)的特性作為吸附、過(guò)濾材料，處理臭氣、毒氣(如NH3等)的有害氣體；利用經(jīng)表面改性的粘土礦物處理固體垃圾，并可防止二次污染；利用膨脹石墨治理大氣污染和海洋油類污染。另外，天然沸石、海泡石、蒙脫石、坡縷石等，在國(guó)防工業(yè)、核工業(yè)、航天工業(yè)中防毒、防輻射等方面也有很好的應(yīng)用。

3　結(jié)語(yǔ)

黨的十八大提出了經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)的中國(guó)特色社會(huì)主義“五位一體”的概念，而農(nóng)業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展水平是生態(tài)文明建設(shè)的重要標(biāo)志。所以，研究非金屬礦產(chǎn)在農(nóng)業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常重要的意義，同時(shí)也為從事非金屬找礦勘查的地勘單位打開(kāi)了工作思路。

【參考文獻(xiàn)】

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【礦產(chǎn)資源】

【開(kāi)發(fā)利用】

Discussion on Application of Non-metallic Mineral Resources in the Areas of Agriculture and Environmental Protection

MA Qun
(Henan Branch of China National Geological Exploration Center of Building Material Industry,Xinyang 464000, China)

Abstract:This article talking about the prospect of non-metallic mineral resources in the areas of agriculture, environmental protection: non-metallic mineral manufacturing potassium fertilizer, soil improvement, feed additives, increase effectiveness, reduce pesticide side-effects; non-metallic mineral as raw material for eco-building materials,can be used for treatment of sewage, and purify the air, and so on.

Key words:non-metallic minerals; agriculture; environmental protection; application

【收稿日期】2014-09-22

【文章編號(hào)】1007-9386(2015)01-0001-02

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【中圖分類號(hào)】TD985