天然非金屬礦物材料因其組成的復(fù)雜性和產(chǎn)出狀態(tài)的不同，即使是同一種礦物，產(chǎn)出地點(diǎn)不同，在性質(zhì)上也有所差別。因此，必須對(duì)礦物材料進(jìn)行加工處理，以優(yōu)化礦物材料的性能，提高其使用價(jià)值和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
礦物材料加工處理后的增值情況
非金屬礦物材料的常用加工工藝主要有選礦提純、顆粒的形態(tài)處理、熱處理、界面處理劑改性、改型、成型及后處理技術(shù)等。
1、非金屬礦物材料選礦提純工藝
礦物材料的提純是指通過某些特殊的方法，將礦物材料中的雜質(zhì)除去，以提高有用組分的純度。目前主要的提純方法有物理方法（如浮選、磁選等）和化學(xué)方法（如酸浸、熱氯化等）。
石英選礦提純方法高嶺土提純、增白、磁化處理工藝
目前，我國礦物材料提純技術(shù)存在的主要問題是：
（1）高純加工技術(shù)相對(duì)落后
目前國內(nèi)礦物加工工藝和設(shè)備還難以滿足電子工業(yè)、新型或高技術(shù)陶瓷工業(yè)對(duì)非金屬礦物原料，如石英、鋯英石、金紅石、氧化鋁等高純度的要求。
（2）微細(xì)粒礦物加工提純技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用落后
微細(xì)粒礦物加工提純技術(shù)是加工高純非金屬礦產(chǎn)品的重要方法之一，由于許多待分離或分選的非金屬礦物嵌布粒度細(xì)，只有經(jīng)超細(xì)粉碎后才能單體解離，因此微細(xì)粒礦物加工提純技術(shù)是分選這些微細(xì)嵌布的非金屬礦物的有效技術(shù)手段，但是，我國微細(xì)粒礦物加工提純技術(shù)在非金屬礦礦物加工提純中的研究開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
?。?）礦物加工的回收率和資源綜合利用率較低，這是我國中小礦物加工企業(yè)普遍存在的問題。
2、礦物材料顆粒形態(tài)處理工藝
礦物的顆粒形態(tài)是指礦物顆粒的形狀和大小等特征，如顆粒的比表面積、粒度、表面光滑度等。礦物材料的顆粒形態(tài)處理的主要目的有以下兒點(diǎn)：一是使礦物材料的顆粒形態(tài)特征滿足應(yīng)用條件的要求；二是提高礦物顆粒在流體中的分散度。三是促進(jìn)產(chǎn)品的成形。
礦物顆粒形態(tài)處理技術(shù)的關(guān)鍵在于最大限度地保護(hù)礦物本身的晶體結(jié)構(gòu)特征。通常對(duì)不同的晶體形態(tài)應(yīng)采用不同的處理工藝，片狀礦物一般采用磨剝解離工藝，纖維狀礦物采用松解工藝，粒狀礦物采用超細(xì)粉碎工藝。
礦物材料顆粒形態(tài)處理的常用加工工藝主要有磨剝解離工藝、松解剝離工藝、超細(xì)粉碎工藝和切削、研磨、拋光、刻蝕等特殊處理工藝。
礦物顆粒形態(tài)的主要處理工藝類型
目前，礦物材料的超細(xì)粉碎加工工藝是一項(xiàng)重要的礦物顆粒處理工藝，包括物料顆粒的粉碎、阻止顆粒的團(tuán)聚和超細(xì)物料的分級(jí)三個(gè)方面，總的來說，超細(xì)物料的分級(jí)技術(shù)落后于超細(xì)粉碎技術(shù)，需要大力地進(jìn)行開發(fā)研究。
3、礦物材料的熱處理工藝
礦物材料的熱處理是指采用加熱的方法達(dá)到改變礦物性質(zhì)的加工工藝，目的是除去礦物中所含的水分，使礦物發(fā)生熱分解，或使礦物材料成形固化等。
（1）煅燒
礦物中所含的水分通常為：自由水、吸附水和結(jié)晶水三種。結(jié)晶水是礦物晶體分子中所含的水，脫除礦物材料結(jié)晶水的熱處理工藝稱為煅燒。
蒙脫石在300℃時(shí)開始排除結(jié)晶水，到800℃時(shí)才能完全排除結(jié)晶水；高嶺石經(jīng)煅燒后具有較好的白度和硬度及良好的光學(xué)性質(zhì)與油吸附性。凹凸棒石或海泡石在200-500℃下煅燒可排除大量的吸附水和結(jié)晶水，使顆粒內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)破壞，變得松弛，比表面成倍增加，繼續(xù)加熱后又可轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌姆€(wěn)定狀態(tài)，可用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)吸附材料和高性能低密度的摩擦材料。
?。?）熱分解
熱分解是指礦物晶體分子結(jié)構(gòu)在加熱中發(fā)生離解的化學(xué)反應(yīng)過程。煅燒通常分為輕燒和重?zé)齼煞N。輕燒是指煅燒溫度處于礦物分解溫度范圍以內(nèi)的熱分解作業(yè)，一般輕燒溫度約為700-1000℃。重?zé)侵胳褵郎囟冗h(yuǎn)高于礦物的分解溫度的熱分解作業(yè)，其溫度約為1400-1700℃，如供耐火材料使用的白云石熟料以重?zé)秊楹谩?br />
?。?）燒成
燒成是指在遠(yuǎn)高于礦物熱分解的溫度下進(jìn)行的煅燒作業(yè)。目的是為穩(wěn)定固體氧化物或硅酸鹽礦物的物理狀態(tài)，使其成為穩(wěn)定的固相。礦物在較低溫度下的熱分解所生成的各種氧化物，一般結(jié)晶都較差，但表面活性高，可用作高性能的吸附材料。
對(duì)具有兩種以上結(jié)晶變體的礦物材料，可通過燒成來達(dá)到改變結(jié)晶方式的目的。如通過加熱可使石英晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞⒕w，而通過添加礦化劑還可使其轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英晶體。
?。?）熔融
熔融是指礦物材料在達(dá)到熔點(diǎn)的溫度下由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^程。如用粉碎后的石英砂作原料制成有無數(shù)小氣泡的不透明的石英玻璃叫做熔融氧化硅，其實(shí)心或空心制品（微珠）是良好的填充增強(qiáng)劑。
4、礦物材料的界面處理及改性工藝
礦物材料的界面處理及改性工藝是礦物材料加工工藝中的重要技術(shù)，目的是改善礦物顆粒表面的物理化學(xué)特性，從而提高礦物材料的使用價(jià)值，或者是開拓出礦物材料新的應(yīng)用領(lǐng)域。
（1）物理處理技術(shù)
?、贊櫇衽c浸漬：將礦物材料完全置于液體介質(zhì)中，達(dá)到礦物顆粒表面被液體潤濕的目的，潤濕與浸漬工藝通常也作為化學(xué)處理技術(shù)的輔助作業(yè)。
?、诒砻嫱扛蔡幚恚涸诘V物顆粒表面覆蓋涂層是實(shí)現(xiàn)礦物材料改性的常用方法，目的是可提高礦物材料的外觀裝飾性或抗氧化性。
鑄造型砂涂覆一層酚醛樹脂或吠喃樹脂，生成的型砂能獲得較高的鑄造生產(chǎn)速度，并可改善模具和模芯的使用性能。
珠光云母是將氧化鋰、氧化鉻、氧化鈦和氧化鐵等涂覆于云母表面制成的，通過控制涂層厚度即可獲得不同顏色的珠光效果，廣泛應(yīng)用于化妝品、油漆等產(chǎn)品中。
?、蹮崽幚砀男裕和ㄟ^加熱的方法來實(shí)現(xiàn)礦物材料化學(xué)組成、物理性質(zhì)等的改變。高嶺土熱處理改性可除去約l4%的結(jié)構(gòu)水，還可除去一部分揮發(fā)物和有機(jī)物。
（2）化學(xué)處理技術(shù)
?、俦砻婊瘜W(xué)改性：表面包覆改性是一種利用有機(jī)表面改性劑分子中的官能團(tuán)在顆粒表面吸附或化學(xué)反應(yīng)對(duì)顆粒表面進(jìn)行改性的方法，是目前最常用的無機(jī)粉體表面改性方法。
?、诨瘜W(xué)處理：利用無機(jī)或有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的方法來處理礦物材料的工藝技術(shù)。
酸堿處理：用無機(jī)酸處理膨潤土可增強(qiáng)膨潤土的吸附性。
漂白：高嶺土含鐵時(shí)，可采用硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉等除去高嶺土表面的三價(jià)鐵，使其還原成可溶性的二價(jià)鐵而被除去。
離子交換：利用Na+交換能力高于Ca2+的特性，使鈣基膨潤土轉(zhuǎn)變?yōu)殁c基膨潤土。
層間化合物：通過化學(xué)或電化學(xué)方法在這些礦物的晶格層間插入其他化學(xué)物質(zhì)，從而形成具有特殊的和優(yōu)良的使用性質(zhì)的新型礦物材料，如云母、石墨、蛭石、膨潤土等。
5、礦物材料的改型處理
礦物材料的改型是指將天然或者人造礦物和巖石材料經(jīng)物理和化學(xué)方法加工后，礦物巖石的性能產(chǎn)生了定向性的變化，這是用人工方法使礦物材料在成分或結(jié)構(gòu)特征上發(fā)生改變。
天然沸石改型：用NaOH處理天然沸石，可得到P型沸石；用稀無機(jī)酸處理，可得到吸附速度和陽離子交換容量都很高的H型沸石；用Na鹽處理，可得到對(duì)氣體吸附性很強(qiáng)的Na型沸石。
蒙脫石的改型處理：可采用Mg2+充分取代蒙脫石八面體中的Al3+，來控制層電荷的高低，同時(shí)用助劑使其充分水化，增大蒙脫石晶格的層間距，再經(jīng)分散解離，晶格錯(cuò)位，使大部分晶面破壞，造成新的斷、破鍵，增加比表面和可變電荷，達(dá)到改變蒙脫石的膠體性質(zhì)的目的。這種改型處理也稱為“晶體分離技術(shù)”。
6、礦物材料產(chǎn)品的成形及后處理
礦物材料除了以粉狀形式應(yīng)用外，絕大多數(shù)都要經(jīng)過成形工藝和后處理工藝，以獲得具有一定形狀和尺寸的產(chǎn)品。這類工藝包括成形工藝、固化工藝和其他后處理工藝。
?。?）成形工藝
成形是在一定的模具上通過機(jī)械力或其他的物理化學(xué)力等作用，使礦物材料形成具有一定的形狀及強(qiáng)度的產(chǎn)品的加工作業(yè)。礦物材料在成形前必須設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的組分配比，按不同材料和生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，制備好成形用混合料，這種混合料稱為泥漿澆鑄料、糊料、坯料、懸浮分散狀料漿、壓塑料、料子等。
常用的成形工藝有塑制、注模、模壓、滾壓、擠壓、噴涂、纏繞、層壓、抄取、造粒成形等方式。
?。?）固化工藝
產(chǎn)品固化的目的是為了使加工成形后的產(chǎn)品進(jìn)一步提高其機(jī)械強(qiáng)度，并獲得產(chǎn)品所需的各種功能，如抗壓性、抗折性、耐磨性等。固化方法按固化工藝的基本原理可分為燒結(jié)工藝和膠結(jié)工藝兩大類。
?。?）產(chǎn)品后處理工藝
產(chǎn)品后處理工藝是指對(duì)已制出的產(chǎn)品進(jìn)行的包括外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)形狀等的加工處理工藝。常用的產(chǎn)品后處理工藝有熱處理、形態(tài)加工、表面處理、接合與包覆處理技術(shù)等。
來源：礦物材料及其加工工藝，作者：黃萬撫
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