天然非金屬礦物材料因其組成的復雜性和產出狀態的不同，即使是同一種礦物，產出地點不同，在性質上也有所差別。因此，必須對礦物材料進行加工處理，以優化礦物材料的性能，提高其使用價值和技術經濟效益。
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、顆粒的形態處理、熱處理、界面處理劑改性、改型、成型及后處理技術等。
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存在的主要問題是：
（1）高純加工技術相對落后
目前國內礦物加工工藝和設備還難以滿足電子工業、新型或高技術陶瓷工業對非金屬礦物原料，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的工業應用落后
微細粒礦物加工提純技術是加工高純非金屬礦產品的重要方法之一，由于許多待分離或分選的非金屬礦物嵌布粒度細，只有經超細粉碎后才能單體解離，因此微細粒礦物加工提純技術是分選這些微細嵌布的非金屬礦物的有效技術手段，但是，我國微細粒礦物加工提純技術在非金屬礦礦物加工提純中的研究開發和實際應用遠遠不夠。
?。?）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普遍存在的問題。
2、礦物材料顆粒形態處理工藝
礦物的顆粒形態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處理的主要目的有以下兒點：一是使礦物材料的顆粒形態特征滿足應用條件的要求；二是提高礦物顆粒在流體中的分散度。三是促進產品的成形。
礦物顆粒形態處理技術的關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。
礦物顆粒形態的主要處理工藝類型
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方面，總的來說，超細物料的分級技術落后于超細粉碎技術，需要大力地進行開發研究。
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的加工工藝，目的是除去礦物中所含的水分，使礦物發生熱分解，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為煅燒。
蒙脫石在300℃時開始排除結晶水，到800℃時才能完全排除結晶水；高嶺石經煅燒后具有較好的白度和硬度及良好的光學性質與油吸附性。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為新的穩定狀態，可用于生產優質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生離解的化學反應過程。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內的熱分解作業，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，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行的煅燒作業。目的是為穩定固體氧化物或硅酸鹽礦物的物理狀態，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，可通過燒成來達到改變結晶方式的目的。如通過加熱可使石英晶體轉變為方石英晶體，而通過添加礦化劑還可使其轉變為鱗石英晶體。
?。?）熔融
熔融是指礦物材料在達到熔點的溫度下由固相轉變為液相的過程。如用粉碎后的石英砂作原料制成有無數小氣泡的不透明的石英玻璃叫做熔融氧化硅，其實心或空心制品（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，目的是改善礦物顆粒表面的物理化學特性，從而提高礦物材料的使用價值，或者是開拓出礦物材料新的應用領域。
（1）物理處理技術
?、贊櫇衽c浸漬：將礦物材料完全置于液體介質中，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處理技術的輔助作業。
?、诒砻嫱扛蔡幚恚涸诘V物顆粒表面覆蓋涂層是實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，廣泛應用于化妝品、油漆等產品中。
?、蹮崽幚砀男裕和ㄟ^加熱的方法來實現礦物材料化學組成、物理性質等的改變。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物和有機物。
?。?）化學處理技術
?、俦砻婊瘜W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反應對顆粒表面進行改性的方法，是目前最常用的無機粉體表面改性方法。
?、诨瘜W處理：利用無機或有機化學反應的方法來處理礦物材料的工藝技術。
酸堿處理：用無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，可采用硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉等除去高嶺土表面的三價鐵，使其還原成可溶性的二價鐵而被除去。
離子交換：利用Na+交換能力高于Ca2+的特性，使鈣基膨潤土轉變為鈉基膨潤土。
層間化合物：通過化學或電化學方法在這些礦物的晶格層間插入其他化學物質，從而形成具有特殊的和優良的使用性質的新型礦物材料，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物理和化學方法加工后，礦物巖石的性能產生了定向性的變化，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+，來控制層電荷的高低，同時用助劑使其充分水化，增大蒙脫石晶格的層間距，再經分散解離，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的目的。這種改型處理也稱為“晶體分離技術”。
6、礦物材料產品的成形及后處理
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械力或其他的物理化學力等作用，使礦物材料形成具有一定的形狀及強度的產品的加工作業。礦物材料在成形前必須設計好產品的組分配比，按不同材料和生產工藝特點，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
產品固化的目的是為了使加工成形后的產品進一步提高其機械強度，并獲得產品所需的各種功能，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。
?。?）產品后處理工藝
產品后處理工藝是指對已制出的產品進行的包括外觀質量、結構形狀等的加工處理工藝。常用的產品后處理工藝有熱處理、形態加工、表面處理、接合與包覆處理技術等。
來源：礦物材料及其加工工藝，作者：黃萬撫
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