4.2 资源开发潜力

矿产资源是人类生产和生活资料的重要源泉，是国民经济和社会发展的重要基础。我国目前有90%以上的能源和80%左右的工业原料都取自矿产资源。

我国高岭土矿产资源的总储量已跃居世界之首位，尤其是我国特有的优势煤系高岭土矿产资源，其储量与质量均堪称世界之最。随着纳米科技的高速、迅猛发展，非金属矿物纳米材料系列产品，尤其是利用高岭土生产制备的矿物纳米材料系列产品及其在相关领域中的应用开发研究亦发展迅速。利用高岭土生产制备矿物纳米材料是近年来相继开发的高新技术、新产品，尽管问世不久，但已经逐步显示出强大的生命力和广阔的应用发展前景。

科学研究成果表明，高岭土矿物纳米材料系列产品，具有原料极其易得，加工工艺相对简单、生产成本低廉、产品质量稳定、易于产业化和规模化开发等诸多优点。同时，由于其产品细度已在纳米级尺度范围之内，故其所具备的良好的小尺寸效应、比表面效应、紫外线与红外线的吸收性能均与市场上高价位的纳米无机非金属氧化物的主要综合性能指标相近或相当。随着纳米科技产品的日趋实用化与规模化开发，高岭土矿物纳米材料必将成为今后纳米科技应用领域中质优、价廉的重要基础性原料。

高岭土矿物纳米材料可广泛应用于纳米改性橡胶的增强剂与耐老化剂，改性塑料的增强、增韧及耐老化剂，塑料薄膜的红外线吸收与紫外线阻隔剂，涂料的增强等诸多应用领域，其开发应用前景广阔而诱人。

石墨是碳的结晶矿物之一，具有自润滑、导电和耐高温等多种独特的物理化学性质。鳞片石墨兼有非金属和金属双重特性。采用高技术处理石墨，不但可以扩张石墨固有的性质，还可以赋予石墨新的优异性能。石墨作为石墨烯纳米片层的前驱体，可以通过将石墨氧化、还原或机械剥离的方法制备石墨烯纳米片层，应用领域广泛。

世界上已发现的大中型石墨矿床主要分布在中国、印度、巴西、捷克、加拿大和墨西哥等国家和地区。根据美国地质勘探局资料，世界石墨储量为7100万t，我国石墨储量为5500万t，占世界的77%。我国的石墨矿产有晶质石墨和隐晶质石墨两种类型。近20年，我国晶质石墨储量呈增加态势，体现了我国良好的石墨开发潜力。

工业废渣是指在工业生产和工业加工过程中，以及燃料燃烧、矿物开采、交通运输、环境治理过程中所丢弃的固体、半固体物质的总称。据中国环境公报统计，在各类工业废渣中，排前四位的分别是尾矿、粉煤灰、炉渣、冶炼废渣，占总量近90%，这些都含有潜在的纳米粒子，可以用于制备超高性能混凝土。

煤粉在电厂锅炉燃烧过程中，碳和挥发物被烧掉后剩下的矿物质，如黏土、页岩、石英等经烧至熔融，悬浮在炉烟气中，熔融的矿物质随炉烟气迅速移至低温区固化，因表面张力形成球形颗粒，在排放到大气以前被收集，即为粉煤灰。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，煤在能源构成中约占78%，全国燃煤消耗量达到12亿t，发电及热电联产消耗原煤6亿t，排放的粉煤灰渣高达1.8亿t，我国已成为世界上最大的用煤国和排灰国，粉煤灰堆存量已高达12.5亿t。粉煤灰与其他火山灰质材料相比，结构比较致密、内比表面积小，有很多球状颗粒，所以需水量较低、干缩性小、抗裂性好，水化热低也是它的显著优点，抗蚀性好，因此利用粉煤灰作水泥的混合材料，既可减少水泥熟料用量，降低成本，改善水泥的某些性能，又使废弃物资源得以利用，使得废物资源纳米化在水泥应用中表现出极大的潜力。

同样，作为农业废弃物的稻壳和秸秆是产量更大的废弃物资源，产生的稻壳秸秆等废弃物占稻谷产量的20%。这些废弃物不仅可以作为初级燃料燃烧，还可以通过干化学法、湿化学法将其中潜在的纳米粒子提纯，应用于增强混凝土、橡胶、塑料等领域，具有极为宽广的开发利用潜力。