广西的“万能黏土”产业，目前要克服哪些瓶颈？又有哪创新点值得关注？

膨润土被誉为“万能黏土”，中国目前已探明储量达30亿吨，高居世界第二。而广西膨润土储量为全国第一，仅广西宁明县就已探明一个储量为6.1亿吨的特大型膨润土矿床，是中国已探明最大的膨润土矿床。2022年中国膨润土市场规模约达5亿元人民币，全球膨润土市场规模达146亿元，预测到2028年，全球膨润土市场规模预计将达200亿元左右。

因此，在中国，特别是广西、新疆和内蒙等膨润土储量丰富地区，在开发膨润土新材料开拓全球市场、促进膨润土资源增值转化和带动下游应用产业发展方面具有良好的前景和显著的意义。

两大瓶颈问题

膨润土是以蒙脱石矿物为主要成分的非金属粘土矿物，因其具有较大表面积、良好的吸附性能、阳离子交换性能、耐热性能、膨胀性能等，可广泛应用于石油开采、钢铁铸造、冶金球团、化工涂料、复合肥、浆纱、橡胶、塑料、造纸、净化水、吸潮剂、农药等领域。

目前，中国膨润土产品生产加工技术还存在相对落后的问题，一方面资源浪费严重，资源价值未充分体现，另一方面企业经济效益低。比如，大部分膨润土企业只是将矿产原料经过简单加工后进行销售，以原土或初级加工产品如活性白土，有机改性膨润土为主，产品附加值低，主要市场仍集中于钻井泥浆、球团、铸造三个领域，主要供应国内，一部分出口东南亚地区。

在高端膨润土产品领域，如宠物清洁膨润土、健康用品、水处理剂、空气净化剂、新型墙体材料等仍需从欧美进口，因此，国内膨润土占全球总体市场份额明显偏低。

可见开展膨润土资源的深加工，不断开发高品质的膨润土新产品，对于资源的高值化利用和促进下游产业的提质升级具有重要意义，可以促进整个产业链的可持续绿色发展。

另外，市场上销售的膨润土无论是天然膨润土还是改性膨润土，都只具有阳离子交换性能，严重限制膨润土的改性范围和用途。比如，人工合成水滑石类层状材料具有优良的阴离子交换性能，可制备一大类具有特殊性能的材料，已广泛用于催化、环保、电工行业和医药及功能高分子材料。

2022年水滑石均价达14400元/吨，而天然钙基/钠基膨润土均价仅350元/吨左右，因此，如果能开发膨润土的阴离子交换性能，制备阴离子型膨润土功能材料，市场应用前景广泛。

四大创新亮点

针对以上瓶颈问题，以及天然膨润土存在的缺陷，我们的科研团队通过酸活化结合碱改性半干法设计制备了阴离子型膨润土–碱性钙基膨润土，在学术界率先提出阴离子型膨润土的概念和制备方法。

中科院院士、北京化工大学段雪教授高度评价了这一重大创新。

这一创新技术有四大亮点:

相对于人工合成的阴离子型层状材料，天然膨润土制备的阴离子型膨润土具有显著的生产成本和环保优势;

在阴离子型膨润土的基础上，采用自然界广泛存在的柠檬酸、乳酸、乙酸等改性膨润土，开发了一系列易制备的小分子有机酸膨润土，使有机膨润土的制备成本大幅降低，而其绿色环保性能大幅提高;

针对膨润土基水处理剂固液分离困难、吸附性能有待提高的问题，率先采用双有机改性和加磁的方法提升改性膨润土功能材料的吸附分离性能;

另外，通过膨润土双碱改性、负载光催化材料，与光热传感介质结合的方法，开发出新型的膨润土光热凝胶、光热吸附材料和柔性传感材料，大大拓展了膨润土在高端产品领域的应用范围。

图3.(a)碱性钙基膨润土的制备及其应用研究;(b)羧甲基纤维素/壳聚糖共修饰磁性碱性钙基膨润土的合成示意图;(c)十二烷基硫酸钠修饰磁性有机膨润土/BiOBr光催化降解四环素(TC)与环丙沙星(CIP);(d)膨润土固体碱催化剂用于麻疯树油和CH3OH酯交换反应合成生物柴油

膨润土多功能新材料相关研究内容已获得6项国家自然科学基金项目和多项省级项目的资助，发表了有影响力的论文60余篇、授权发明专利4项，获得了2022年度广西自然科学奖二等奖，碱性钙基膨润土和双有机磁性膨润土用于水污染治理已在陕西乾县污水处理厂中试，双碱改性膨润土基催化剂用于茂名市环海精细化工有限公司生物柴油制备中试;联合崇左南方水泥开发了多种凝胶和吸油膨润土材料。

基于广西地方特色优势，以利用优势膨润土资源发展高值化多功能新材料，我们课题组实现了“化土为金”的目标，以“扎根广西，科研创新，产业转化，服务全国”为引领，以带动上游膨润土资源的高值化开发和下游加工应用产业的良性发展为思路，开创了阴离子型膨润土及其改性材料在吸附、催化和凝胶领域的新篇章，并为构筑低成本、高性能膨润土基多功能材料提供了新的研究方法与思路，同时赋予了膨润土多功能新材料更好的应用前景。

三点建议

中国的天然膨润土储量丰富，是膨润土原土的产出大国，在非金属矿的开采、加工和利用方面具有良好的基础，进行膨润土新材料产业的培育，不仅有利于矿业的绿色增值，还可促进膨润土下游应用产业的提质增效，带动整个产业链经济的健康快速发展。

同时，还要基于广西、新疆和内蒙古等省份的地方特色和资源优势，因地制宜发展膨润土新材料产业，避免盲目跟风，这也是实现膨润土高储量省份走出创新发展的重要途径之一。

在此，我提出三点建议:

一、从国家和省市层面建立膨润土新材料应用场景平台、技术开发平台和产业联盟，加大资金、技术扶持力度，促进西部地区特色产业的创新和良性发展。

二、加大膨润土多功能材料产业的人才培养力度，设立西部个人人才基金、团队人才基金等，大力扶持膨润土研究开发队伍，促进膨润土多功能新材料的研发、成果转化。

三、加强政府引导，促进膨润土新材料科技成果的推广和应用，成立产业领导小组，建立著名专家、业内知名人士和骨干企业家组成的专家咨询委员会，促进科研成果转化的技术合作和信息交流。