非金属矿物粉体表面改性技术

1．粉碎定义：利用外力（人力、机械力、电力、热核力、风力等）克服固体物料分子间内聚力，将固体粒度减小的操作。

3．粒度：颗粒的大小称为粒度。

4．等效粒径：是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。

5. 比表面能：是固体颗粒表面增加单位面积所需要的能量。

6. 碱熔法提纯：是在500℃以上的高温下，氢氧化钠与石墨等非金属矿物中的杂质（硅酸盐等）起反应，一部分生成溶于水的反应产物，被水浸出除去。

7. 酸溶（浸）法提纯：是盐酸等酸溶液与非金属矿物中的着杂质铁的各种化合物（Fe 2O 3、FeO 、Fe 2(OH)3、Fe(OH)2、FeCO 3等）起反应，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤除去。

8. 氧化漂白法提纯：是采用强氧化剂，在水介质中将处于还原状态的黄铁矿等氧化成可溶于水的亚铁。

同时，将深色有机质氧化，使其成为能被洗去的无色氧化物。

9. 高温煅烧法提纯：是将非金属矿物中比较容易挥发的杂质（碳质、有机质等），以及特别耐高温的矿物中耐火度较低的矿物通过煅烧二蒸发掉。

10. 奈思斯特附面层：浸出过程是发生于固-夜两相间的反应，固体处在液体中其表面附着一层液体，这个液层叫奈思斯特附面层，其厚约0.03mm 。

11. 扩散控制反应：固液界面上的化学反应速度远快于浸出剂扩散到界面的速度，此时反应处于“停工待料”状态，反应速度受扩散速度控制。

12. 化学处理改性：即通过矿物与碱、酸、盐等化合物作用，改变或改善矿物的理化性能。

13. 表面处理改性：即通过矿物与有机偶联剂等改性剂作用，改善其表面化学性能，或与其他涂敷材料作用，改善其表面物理或机械性能。

13. 热处理和高温处理改性：即通过加热的方法或高温煅烧的方法，使矿物的物理或化学性能得到该变或改善。

14. 粉体表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或界面进行处理,有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面能、表面润湿性、电性、吸附和反应特性、表面结构和官能团、等等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要。

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一，能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。

本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用，综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展，并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。

%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。

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。

六大非金属矿加工技术的进展趋势非金属矿加工是依据物理、化学原理，借助各种机械设备对天然矿物及非传统矿物进行分别、富集、提取、提纯、改性、超细、复合等加工，以获得不同用途的有用物质或矿物功能材料，其特点是以利用非金属矿自身具有的物理性能、化学性能和微观结构特点为重要目的，而不局限于其中的个别化学元素。

非金属矿是人类赖以生存和进展的紧要矿产资源之一。

非金属矿产品是现代工业的紧要基础材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和节能、环保、生态等功能性材料，在现代经济和社会进展中扮演越来越紧要的角色。

非金属矿物材料在现代高技术与新材料、传统产业、环保与生态建设等产业以及人类日常生活中的广泛应用是以其较高的技术含量为前提的，因此，高效综合利用和深加工是开发利用非金属矿的必由之路。

而功能化则是非金属矿材料进展的主题。

1、精选提纯由于绝大多数非金属矿物只有选矿提纯以后其物理化学特性才能充分体现和发挥，因此，无论是新兴的高技术和新材料产业、生物医药、环保产业还是传统产业都将对非金属矿物材料的纯度提出更高的要求。

随着非金属矿物材料纯度要求的提高，精选提纯技术的难度也将加添，此外，资源的贫化和资源综合利用率要求的提高也将加添精选提纯技术的难度。

为了充足相关应用领域对非金属矿物原（材）料高纯化的要求，微细粒选矿提纯和综合力场（重力、离心力、磁力、电力、化学力）精选技术将成为将来非金属矿提纯技术的重要进展趋势，特别是石墨、金刚石、石英、长石、高岭土、云母、滑石、硅藻土、错英砂、硅灰石、重晶石、金红石、膨润土、萤石、硅线石、红柱石、蓝晶石、菱镁矿等非金属矿物和岩石。

2、超细粉碎由于超细粉体具有比表面积大、表面活性高、化学反应速率快、烧结温度低且烧结体强度高、填充补强性能好、遮盖率高等优良的物理化学性能。

因此，很多应用领域要求非金属矿物原（材）料的粒度微细（微米或亚微米）；领域不仅要求粒度超细而且要求粒度分布范围窄。

如高档纸张涂料要求重质碳酸钙的细度为—2m90%，粒度分布要求最大粒度5m，—0.2m10%—15%；降解塑料要求重质碳酸钙的细度为—6—7mm97%，要求最大粒度成8m；功能纤维填料要求无机非金属填料的细度为97%2m，最大粒度3m；高聚物基复合材料用氢氧化镁和氢氧化铝阻燃填料要求中位径d501m，9755m。