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［行业发展］非金属矿物材料的加工与应用郑水林（中国矿业大学北京校区化环系，北京 １０００８４）［摘 要］非金属矿物材料应用范围广泛，市场前景看好。
本文着重介绍了非金属矿物材料的加工技术，包括颗粒制备与处理、材料的复合及加工技术等。
［关键词］非金属矿物材料；加工；复合；应用［中图分类号］ＴＢ３２１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００７－９３８６（２００２）０４－０００３－０５１ ２１世纪的产业发展与非金属矿物材料 “非金属矿物材料”是指以非金属矿物和岩石为基本或主要原料，通过物理、化学方法制备的功能性材料或制品，如机械工业和航空航天工业用的石墨密封材料和石墨润滑剂、石棉磨擦材料、高温和防辐射涂料等；微电子工业用的石墨导电涂料、显像管石墨乳、熔炼水晶等；以硅藻土、膨润土、海泡石、凹凸棒石、沸石等制备的吸附、助滤和环保材料；以高岭土（石）为原料制备的煅烧高岭土、铝尖晶石、莫来石、赛隆、分子筛和催化剂；以珍珠岩、硅藻土、石膏、石灰石、蛭石、石棉等制备隔热保温防火和节能材料及轻质高强建筑装饰材料；以碎云母为原料生产的超细云母填料、颜料以及云母纸和云母板等；以膨润土为原料制备的凝胶及有机膨润土等。
非金属矿石是人类利用最早的矿物材料。
从原始人使用的石斧、石刀到现在以非金属矿为原料制备的各种非金属矿物新材料，人类在利用非金属矿物原（材）料方面走过了从简单利用到初步加工后利用，再到深加工和综合利用的漫漫历程。
现代科技革命和产业发展，尤其是高技术和新材料产业的发展开创了广泛应用非金属矿物材料的新时代，非金属矿物原（材）料加工业已被视为２１世纪的朝阳工业。
以信息、微电子、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为主的高技术和新材料产业将在２１世纪进一步发展壮大，这些高技术和新材料产业与非金属矿物（原）材料密切相关。
例如，石墨、云母、石英、锆英石、金红石、高岭土、滑石、叶蜡石、长石、金刚石等与微电子及信息技术及其产业有关；氧化硅、石墨、云母、高岭土、硅灰石、硅藻土、滑石、方解石、夕线石、石英、红柱石、蓝晶石、石棉、菱镁矿、石膏、珍珠岩、叶蜡石、金刚石、石榴子石、蛭石、电气石、绿泥石等与新材料技术及其产业有关；石墨、重晶石、膨润土、石英等与新能源有关；沸石、麦饭石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨润土、蛋白土、珍珠岩、高岭土、麦饭石等与生物技术及产业有关；石墨、石棉、云母、石英等与航空航天技术与产业有关。
非金属矿物加工环境保护现阶段，我国的经济发展快速，我国的社会发展带动了非金属矿物的发展，其非金属矿物的开发要求与加工技术也随之提高，但是，非金属矿物加工产生的废水和废气等对于环境的污染也在增加，对环境产生严重的影响，最常见的是废渣。
因此很有必要在进行非金属矿物加工过程当中提高对环境的保护程力度，应用成熟的优化措施进行环境保护工作。
基于此，本文就非金属矿物加工及环境保护进行分析和探讨。
1、我国非金属矿物加工与环境保护的关系由于我国的非金属矿物加工与环境保护的之间的关系是互为对立和统一的，因此，其工作单位需要在进行非金属矿物加工过程当中需要对环境给予足够的重视，因为这两者是相辅相成的。
只是单方面的对非金属矿物进行无限度的开发与利用，对环境保护没有给予重视，必然会会得到短暂的经济利益，但是对于长远的经济发展存在一定的影响和制约。
总体来讲，非金属矿物加工的发展直接影响着我国的经济发展，因此，在我国未来的发展过程当中，应该全面的提升非金属矿物的开发技术和水平，实现其应用价值，同时要以保护环境为主，进行对非金属矿物的综合利用。
务必加强环境保护与非金属矿物加工的充分结合，保证我国经济的长久健康发展。
2、我国非金属矿物加工运用的科学技术与设备我国的非金属矿物开发与高新技术和设备、新材料和环境保护等有着直接的联系，其中，我国的非金属矿物的加工中，主要应用先进的科学技术与先进的设备，具体为粉碎技术与设备、分级技术与设备、表面改性技术、干燥技术与设备、造粒技术与设备、材料复合技术。
非金属矿物加工能够通过相应的技术设备进行能够满足市场需求的功能产品的制作工作。
由于我国的在超细粉碎的生产方面，我国的生产技术因为起步不早，发展基础不雄厚，发展过程当中发展参差不齐，造成我国的超细粉碎设备技术发展与国外存在一定的差距。
具体的内容主要是需要将产品的粒度进行把控，使其处于分布的区域中，同时保证混合粉料中粒度是标准的，其已经达到标准的产品能够实现快速的分离。
非金属矿物粉体材料制备与处理技术非金属矿加工利用的目的是通过肯定的技术、工艺、设备生产出充足市场要求的具有肯定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的粉体材料以及肯定尺寸、形状、机械性能、物理性能、化学性能、生物功能等的功能性产品或制品。
非金属矿物加工利用技术重要包含以下二个方面：（1）颗粒制备与处理技术。
重要包括矿石的粉碎与分级技术、选矿提纯技术、矿物（粉体）的表面或界面改性技术、脱水干燥技术、造粒技术等；（2）非金属矿物材料加工技术。
重要包括非金属矿物材料的原材料配方技术、加工工艺与设备等。
1.1颗粒制备与处理技术颗粒制备与处理技术是非金属矿物粉体材料所必需的加工技术，目的是通过肯定的技术、工艺、设备生产出充足市场要求的具有肯定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的非金属矿物粉体材料或产品。
（1）“粉碎与分级”是以充足应用领域对粉体原（材）料粒度大小及粒度分布要求的粉体加工技术。
重要讨论内容包括：粉体的粒度、物理化学特性及其表征方法；不同性质颗粒的粉碎机理；粉碎过程的描述和数学模型；物料在不同方法、设备及不同粉碎条件和粉碎环境下的能耗规律、粉碎及分级效率或能量利用率及产物粒度分布；粉碎过程力学；粉碎过程化学；粉体的分散；助磨剂的筛选及应用；粉碎与分级工艺及设备；粉碎及分级过程的粒度监控和粉体的粒度检测技术等。
它涉及颗粒学、力学、固体物理、化工原理、物理化学、流体力学、机械学、岩石与矿物学、晶体学、矿物加工、现代仪器分析与测试等诸多学科。
（2）“表面改性”是以充足应用领域对粉体原（材）料表面性质及分散性和与其它组分相容性要求的粉体材料深加工技术。
对于超细粉体材料和纳米粉体材料表面改性是提高其分散性能和应用性能的重要手段之一，在某种意义上决议其市场的占有。
非金属矿物粉体材料的重要讨论内容包括：表面改性的原理和方法；表面改性过程的化学、热力学和动力学；表面或界面性质与改性方法及改性剂的关系；表面改性剂的种类、结构、性能、使用方法及其与粉体表面的作用机理和作用模型；不同种类及不同用途无机粉体材料的表面改性工艺条件及改性剂配方；表面改性剂的合成和表面改性设备；表面改性效果的表征方法；表面改性工艺的自动掌控；表面改性后无机粉体的应用性能讨论等。
柔性石墨(Fleｘｉbｌe Graphiｔe)加工与应用摘要：矿物是与植物、动物一起被称为人类赖以生存旳三大自然物质资源[１]。
随着着人类文明旳进步和科学技术旳发展,被发现旳可供人类运用旳非金属矿物品种越来越多,对非金属矿物材料旳加工有了多元化旳规定。
碳是一种很常见旳非金属元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。
碳单质很早就被人结识和运用,碳旳一系列化合物——有机物更是生命旳主线。
然而石墨作为碳单质旳一种，随着科学技术旳不断发展,石墨旳诸多新用途被人们开发出来。
柔性石墨作为一种新型功能材料进入了人们旳视野。
本文重要从石墨旳性质，可膨胀石墨,膨胀石墨,柔性石墨等方面简介柔性石墨旳加工与应用前景。
核心字:柔性石墨(FｌexｉblｅGraphｉtｅ）、制备工艺。
1.1引言石墨旳性质决定了石墨旳使用用途，石墨重要化学成分为碳（Ｃ）,属于六方晶系,具有特殊旳层状构造。
柔性石墨(Fｌeｘible Graphit ｅ)是以膨胀石墨为原料，经加压成型旳材料,克服了天然石墨硬而脆旳缺陷，具有柔韧性。
通过深加工旳柔性石墨是一种非常优秀旳密封材料,可以制作加工成多种垫圈以达到密封多种部件旳作用。
柔性石墨（Flｅxible Graphiｔe)耐腐蚀性强,在酸、碱、盐、有机溶剂、热油、油脂等介质中不发脆、不老化、不变质,是化工、石油、电力等行业高温流体密封旳优质无机新型密封材料。
１.２石墨石墨旳重要化学成分为碳(C)，自然界成分纯净者很少，往往具有大量旳（１0%-２0%）杂质如黏土、沥青及SiO2、Al2O３、FeO等各类氧化物混入物。
石墨属于六方晶系，具有典型旳层状构造:C成层排列,每个Ｃ与相邻旳３个C之间以等距相连,每一层旳C按六方环状排列,上下相邻层旳C六方环通过平行网面方向互相位移后再叠加形成层状构造,位移旳方位和距离不同就导致不同旳多型构造。
石墨具有2中不同旳多型(2Ｈ型和3R型），单晶片呈片状或板状,但完整旳却很少见,一般为鳞片状、块状或土块集合体。
《非金属加工及利用》重要知识点名词解释1、热加工：是指对矿物或岩石材料进行干法加热或改性。
2、干燥：是采用热物理方法排除矿物颗粒或材料的自由水或吸附水。
3、热处理：是在较高温度下脱去矿物或材料的吸附水及结合水或同时脱出其它易挥发物质进行热分解，也可能要在更高温度下使矿物再结晶、烧结或熔融，变成另一类人造矿物材料。
4、化学界面改性：利用矿物或岩石表面的界面化学性能及其在介质（水）或电解质溶液中的行为，使用某些药剂进行处理，以达到所要求的新的界面特性，这就是界面化学改性。
5、比表面积：单位质量矿粒具有的表面积称为比表面积6、矿物表面与水作用时被水润湿的程度，叫做矿物表面润湿性，能被水润湿，称为亲水性；不能被水润湿称为疏水性（憎水性）7、润湿接触角是固液界面和液气界面两个张力的夹角。
8、零电点（PZC）：表面电位为零时，表明固体表面正电荷数恰好等于负电荷数，此时，溶液中定位离子浓度的负对数值称为该矿物的零电点。
定位离子为H+或OH—时，则φ0为零时的pH值就是矿物的零电点。
9、动电位：滑动界面上电位与溶液内部电位差7、等电点（IEP）：在一定的定位离子浓度下，改变pH值，当动电位为零时，溶液的pH值即为该条件下该矿物的等电点10、表面活性剂：既具有亲水基又有亲油基而且还具有把油水两相连接起来不使其分离的特殊功能的分子11、初加工：指传统的矿物或岩石的机械加工，即包括矿物或岩石的破碎、筛分、磨矿分级等粒级加工，以及以提高有用矿物品味为主要目的的选矿加工。
12、深加工：指经初加工后的矿物或岩石产品，再进一步进行深度的精细加工，使之在主要技术物理及界面化学性能上符合高档次高性能产品的要求。
13、非金属矿物理加工与改性：利用各种物理力，如机械力、声、光、电、磁及热物理方法或高能物理方法对原料进行处理加工的一种方法。
填空题：1、自然界矿产资源可划分为三类：金属矿产、可燃矿产、非金属矿产。
2、按物质内部原子之间结构不同，材料可分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料。
