天然非金屬礦物材料因其組成的復雜性和產(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，必須對礦物材料進(jìn)行加工處理，以?xún)?yōu)化礦物材料的性能，提高其使用價(jià)值和技術(shù)經(jīng)濟效益。
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(guò)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(wèn)題是：
（1）高純加工技術(shù)相對落后
目前國內礦物加工工藝和設備還難以滿(mǎn)足電子工業(yè)、新型或高技術(shù)陶瓷工業(yè)對非金屬礦物原料，如石英、鋯英石、金紅石、氧化鋁等高純度的要求。
（2）微細粒礦物加工提純技術(shù)的工業(yè)應用落后
微細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，只有經(jīng)超細粉碎后才能單體解離，因此微細粒礦物加工提純技術(shù)是分選這些微細嵌布的非金屬礦物的有效技術(shù)手段，但是，我國微細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(kāi)發(fā)和實(shí)際應用遠遠不夠。
?。?）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(wèn)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(mǎn)足應用條件的要求；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礦物本身的晶體結構特征。通常對不同的晶體形態(tài)應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(lèi)型
目前，礦物材料的超細粉碎加工工藝是一項重要的礦物顆粒處理工藝，包括物料顆粒的粉碎、阻止顆粒的團聚和超細物料的分級三個(gè)方面，總的來(lái)說(shuō)，超細物料的分級技術(shù)落后于超細粉碎技術(shù)，需要大力地進(jìn)行開(kāi)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。
?。?）煅燒
礦物中所含的水分通常為：自由水、吸附水和結晶水三種。結晶水是礦物晶體分子中所含的水，脫除礦物材料結晶水的熱處理工藝稱(chēng)為煅燒。
蒙脫石在300℃時(shí)開(kāi)始排除結晶水，到800℃時(shí)才能完全排除結晶水；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晶水，使顆粒內部晶體結構破壞，變得松弛，比表面成倍增加，繼續加熱后又可轉變?yōu)樾碌姆€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構在加熱中發(fā)生離解的化學(xué)反應過(guò)程。煅燒通常分為輕燒和重燒兩種。輕燒是指煅燒溫度處于礦物分解溫度范圍以?xún)鹊臒岱纸庾鳂I(yè)，一般輕燒溫度約為700-1000℃。重燒是指煅燒溫度遠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燒為好。
?。?）燒成
燒成是指在遠高于礦物熱分解的溫度下進(jìn)行的煅燒作業(yè)。目的是為穩定固體氧化物或硅酸鹽礦物的物理狀態(tài)，使其成為穩定的固相。礦物在較低溫度下的熱分解所生成的各種氧化物，一般結晶都較差，但表面活性高，可用作高性能的吸附材料。
對具有兩種以上結晶變體的礦物材料，可通過(guò)燒成來(lái)達到改變結晶方式的目的。如通過(guò)加熱可使石英晶體轉變?yōu)榉绞⒕w，而通過(guò)添加礦化劑還可使其轉變?yōu)轺[石英晶體。
?。?）熔融
熔融是指礦物材料在達到熔點(diǎn)的溫度下由固相轉變?yōu)橐合嗟倪^(guò)程。如用粉碎后的石英砂作原料制成有無(wú)數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(kāi)拓出礦物材料新的應用領(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)現礦物材料改性的常用方法，目的是可提高礦物材料的外觀(guān)裝飾性或抗氧化性。
鑄造型砂涂覆一層酚醛樹(shù)脂或吠喃樹(shù)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(guò)控制涂層厚度即可獲得不同顏色的珠光效果，廣泛應用于化妝品、油漆等產(chǎn)品中。
?、蹮崽幚砀男裕和ㄟ^(guò)加熱的方法來(lái)實(shí)現礦物材料化學(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%的結構水，還可除去一部分揮發(fā)物和有機物。
?。?）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表面改性劑分子中的官能團在顆粒表面吸附或化學(xué)反應對顆粒表面進(jìn)行改性的方法，是目前最常用的無(wú)機粉體表面改性方法。
?、诨瘜W(xué)處理：利用無(wú)機或有機化學(xué)反應的方法來(lái)處理礦物材料的工藝技術(shù)。
酸堿處理：用無(wú)機酸處理膨潤土可增強膨潤土的吸附性。
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，使鈣基膨潤土轉變?yōu)殁c基膨潤土。
層間化合物：通過(guò)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構特征上發(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(wú)機酸處理，可得到吸附速度和陽(yáng)離子交換容量都很高的H型沸石；用Na鹽處理，可得到對氣體吸附性很強的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(lái)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，達到改變蒙脫石的膠體性質(zhì)的目的。這種改型處理也稱(chēng)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用外，絕大多數都要經(jīng)過(guò)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(lèi)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(guò)機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度的產(chǎn)品的加工作業(yè)。礦物材料在成形前必須設計好產(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(chēng)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)一步提高其機械強度，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工藝和膠結工藝兩大類(lèi)。
?。?）產(chǎn)品后處理工藝
產(chǎn)品后處理工藝是指對已制出的產(chǎn)品進(jìn)行的包括外觀(guān)質(zhì)量、結構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(lái)源：礦物材料及其加工工藝，作者：黃萬(wàn)撫
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