（ 1 ）在重视基础原理研究和改进及优化现有方法的 基础上发展简单可靠、易于控制的新的表面改性方法； （ 2 ）降低表面处理剂，尤其是各种偶联剂的生产成 本，并研制应用性能好、成本低或具有某些特殊功能的 新型表面改性剂，特别是研制那些与基质材料在化学成 份或分子结构紧密相关的“衍生物”以改善非金属矿粉 与有机高聚物基质的相容性； （ 3 ）发展适应能力强、药剂分散度高、粉体表面改性 效果好的专门的表面改性设备； （ 4 ）发展改性过程参数和自动监控技术和产品质量 的检测的新方法和仪器。

  非金属矿产（ nonmetallic ore ）国内 外的一些文献资料也称为工业矿物与岩石 （industrial minerals and rocks）。 是指除了矿物燃料以外的，其化学组成 或技术物理性能可供工业利用，而且有经济 价值的所有非金属矿物与岩石。

  （1）发展分选效率高、分选粒度细的选矿提纯技 术，特别是微细粒提纯技术和综合力场选矿技术和 高岭土、石英、硅藻土、石墨等的化学提纯技术。 （ 2 ）在传统非金属矿石墨的选矿中将进一步提升 再磨再选作业的效率，在石棉的选矿方面将强化纤维 的保护和提高分选精度及产品纯度。

  用途 保温、隔热、 隔音材料 铸石材料 建筑材料 玻璃 陶瓷、耐火 材料 熔剂和冶金 钻控工业

  非金属矿物与岩石 石棉、石膏、石墨、蛭石、硅藻土、海泡石、珍珠岩、玄武 岩、辉绿岩、浮石及火山灰等 玄武岩、辉绿岩、安山岩等 石棉、石膏、花岗岩、大理岩、石英岩、石灰石、硅藻土、 砂石、粘土等 石英砂和石英岩、长石、霞石正长岩、脉石英等 高岭土、硅灰石、滑石、石英、红柱石、蓝晶石、硅线石、 叶腊石、电气石、透辉石、石墨、菱镁矿、白云石、铝土矿、 陶土 萤石、长石、硼砂、石灰岩、白云岩等 重晶石、石英砂、膨润土、海泡石、凹凸棒石

   矿物微生物技术是21世纪矿冶工程研究的前沿领域。 目前，国内外矿物微生物研究主要集中于金属矿。非 金属矿微生物技术从上世纪末开始。  微生物浸出技术脱除硅砂、粘土矿物、高岭石等矿物 中的金属硫化物或金属氧化物杂质。  氧化亚铁硫杆菌用于富含黄铁矿的鄂西硬质高岭土的 除铁脱硫增白，堆浸60d，除铁率达到80%，白度提高 13.9%。

  一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为 AlO(OH)和Al2O3· H2O。斜方晶系，结晶完好者呈柱状、 板状、鳞片状、针状、棱状等。矿石中的水铝石一般 均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、 TR2O3等不同量类质同象混入物。 水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱， 需在高温度高压力和强酸或强碱浓度下才能完全分解。一 水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、 针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。其水化可 变成三水铝石，脱水可变成α刚玉，可被高岭石、黄铁 矿、菱铁矿、绿泥石等交代。

  铝土矿其实就是指工业上能利 用的，以三水铝石、一水软铝石或 一水硬铝石为主要矿物所组成的矿 石的统称。铝土矿的应用领域有金 属和非金属两个方面，是生产金属 铝的最佳原料，也是最主要的应用 领域，其用量占世界铝土矿总产量 的90%以上。铝土矿在非金属方面 的用量所占比重虽小，但用途却十 分广泛。

  • 包括碎磨分级甚至通过超细粉碎等一系列细化 和粒级分化过程。以此利用非金属矿物的自身 特性和超细化所带来的表面及界面特性。 • 具有特殊功能的高技术陶瓷是近十年来迅速发 展的新材料，被称之为继金属材料和高分子材 料后的第三大材料，在制备高性能陶瓷材料时， 非金属矿物原料越纯，粒度越细，材料的致密 性越好，强度和韧性越高。一般原料的粒度小 于 1 微米甚至 0.1 微米，如果原料能达到纳米级， 则制备的陶瓷称为纳米陶瓷。显像管用的氧化 铝微粉平均粒径一般为 1.5-5.5微米，复印粉及 打印墨粉要求粒径达到微米级。

  • 中国非金属矿产资源比较丰富，探明储 量多，品种齐全，矿石质量一般较好， 产地分布也比较广泛，是世界上少有的 几个非金属矿产资源条件较好的国家之 一。

  • 种类比较齐全，已发现的91种资源，涵盖了冶金辅 料、化工原料、建材原料和其他非矿品种。按用途 分共有132个矿种，包括冶金辅助原料17种、化工 原料26种、建筑材料及其它非金属矿产89种。按有 用矿物或岩石分类，可大致归属于近80种工业矿物 或岩石。 • 部分非金属矿资源储量在世界占有较大比重，石膏、 石棉、萤石、菱镁矿、硅灰石、硫、重晶石等十余 种储量居世界前列，硅灰石43%、石墨32%、菱镁矿 30%、重晶石20%、硼矿物16%。

  三水铝石 化学组成为Al(OH)3﹑晶体属单斜晶 系P21/n空间群的氢氧化物矿物。与拜三水铝石和诺三 水铝石成同质多象。旧称三水铝矿或水铝氧石。 三水铝石是铝的氢氧化物结晶水合物，在铝土矿 中它是主要的成分。三水铝石的晶体极细小，晶体聚 集在一起成结核状、豆状或土状，一般为白色，有玻 璃光泽，如果含有杂质则发红色。它们主要是长石等 含铝矿物风化后产生的次生矿物。 晶体结构与水镁石相似，由夹心饼干式的(OH)-Al(OH)配位八面体层平行叠置而成﹐只是Al3不占满夹 层中的全部八面体空隙，仅占据其中的2/3。

  按用途分类用途非金属矿物与岩石用途非金属矿物与岩石化工原料岩盐芒硝天然碱明矾石自然硫磷灰石重晶石天青石萤石石灰石等光学原料冰洲石光学石膏方解石水晶光学石英光学萤石等电力电子石墨云母石英水晶电气石金红石等化工原料岩盐芒硝天然碱明矾石自然硫磷灰石重晶石天青石萤石石灰石等光学原料冰洲石光学石膏方解石水晶光学石英光学萤石等电力电子石墨云母石英水晶电气石金红石等农药化肥磷灰石钾盐钾长石芒硝石膏高岭石地开石膨润土等磨料润滑剂金刚石刚玉石榴子石石英硅藻土等工业填料和颜料方解石大理石白垩滑石叶腊石伊利石石墨高岭土地开石云母硅灰石透闪石硅藻土膨润土皂石海泡石凹凸棒石金红石长石锆英砂重晶石石膏石英石棉水镁石沸石透辉石蛋白土等吸附助滤载体沸石高岭土硅藻土海泡石凹凸棒石地开石膨润土皂石珍珠岩蛋白土石墨滑石等农药化肥磷灰石钾盐钾长石芒硝石膏高岭石地开石膨润土等磨料润滑剂金刚石刚玉石榴子石石英硅藻土等工业填料和颜料方解石大理石白垩滑石叶腊石伊利石石墨高岭土地开石云母硅灰石透闪石硅藻土膨润土皂石海泡石凹凸棒石金红石长石锆英砂重晶石石膏石英石棉水镁石沸石透辉石蛋白土等吸附助滤载体沸石高岭土硅藻土海泡石凹凸棒石地开石膨润土皂石珍珠岩蛋白土石墨滑石等用途非金属矿物与岩石保温隔热隔音材料石棉石膏石墨蛭石硅藻土海泡石珍珠岩玄武岩辉绿岩浮石及火山灰等铸石材料玄武岩辉绿岩安山岩等用途非金属矿物与岩石保温隔热隔音材料石棉石膏石墨蛭石硅藻土海泡石珍珠岩玄武岩辉绿岩浮石及火山灰等铸石材料玄武岩辉绿岩安山岩等建筑材料石棉石膏花岗岩大理岩石英岩石灰石硅藻土建筑材料石棉石膏花岗岩大理岩石英岩石灰石硅藻土砂石粘土等玻璃石英砂和石英岩长石霞石正长岩脉石英等陶瓷耐火材料高岭土硅灰石滑石石英红柱石蓝晶石硅线石叶腊石电气石透辉石石墨菱镁矿白云石铝土矿陶土熔剂和冶金萤石长石硼砂石灰岩白云岩等钻控工业重晶石石英砂膨润土海泡石凹凸棒石砂石粘土等玻璃石英砂和石英岩长石霞石正长岩脉石英等陶瓷耐火材料高岭土硅灰石滑石石英红柱石蓝晶石硅线石叶腊石电气石透辉石石墨菱镁矿白云石铝土矿陶土熔剂和冶金萤石长石硼砂石灰岩白云岩等钻控工业重晶石石英砂膨润土海泡石凹凸棒石从功能材料角度的分类矿物材料协会建议分类方法

  • 中、小型矿床居多，大型矿床偏小。已勘察的165个非 金属矿床中，大型矿床27个，中型矿床23个，小型矿床 115个。

  • 地域分布相对集中，非产地利用则增加运输成本。已探 明的资源大部份集中在中东部地区。如菱铁矿和滑石 90%，石墨和萤石的80%以上集中分布在东部和中部地区。 • 我国非金属矿资源家底不清。许多开采企业，没有地质 报告进行生产。如全国膨润土矿山不小于千家，有50% 以上矿山是未经地质勘查工作的矿区（点）采掘。

  工业填料 方解石、大理石、白垩、滑石、叶腊石、伊利石、石墨、高岭土、 和颜料 地开石、云母、硅灰石、透闪石、硅藻土、膨润土、皂石、海泡 石、凹凸棒石、金红石、长石、锆英砂、重晶石、石膏、石英、 石棉、水镁石、沸石、透辉石、蛋白土等 吸附、助 滤、载体 沸石、高岭土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、地开石、膨润土、 皂石、珍珠岩、蛋白土、石墨、滑石等

  大体上可分为三种，即按矿产的用途分类，按矿 产的地质成因分类以及按矿产品的价值分类。但实际 上，由于非金属矿产种类非常之多、地质成因复杂、用途 广泛，很多矿种有多种成因、一矿多用，多矿一用， 因而很难提出完善的分类方案。 • 按工业用途分类，我国分为6类：化工原料、建筑 材料、冶金辅助原料、轻工原料、电气及电子工业原 料、宝石类及光学材料。美国分为14类：磨料、陶瓷 原料、化工原料、建筑材料、电子及光学材料、肥料 矿产、填料、过滤物质及矿物吸附剂、助熔剂、铸型 原料、玻璃原料、矿物颜料、耐火原料、钻井泥浆原 料等。

  一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为 AlO(OH)，分子式为Al2O3· H2O。斜方晶系，结晶完好 者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板 状。矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、 Ga2O3等类质同象。 一水软铝石可溶于酸和碱。该矿物形成于酸性介 质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。 它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代，脱水 可转变成一水硬铝石和α刚玉，水化可变成三水铝石。

  • 深加工研究是当今非金属矿物开发利用的关 键。 • 主流发展趋势是粒度超细化、质量高纯化、 表面活性及改性化、加工工艺复合化。

   绝大多数非金属矿物的应用价值在于它的物理化学性 质而不是它的化学元素，只有提纯超细或改性后其物 理化学特性才能充足表现和发挥。  随着矿物粒度细化，矿物比表面积也不断增大，表面 活性也不断改善，促使物化反应加速，矿物颗粒与其 它组分的结合力更强，复合与互补性加大。  矿物超细化研究涉及到市场需求、超细粉碎与分级、 机械制造、矿物加工工艺及产品性能检验测试等一系列工 程化问题。  超细高纯化是非金属矿深加工技术的第一个任务。超细 超纯的非金属矿一般具有亲水性质，必须有机化改性 以后使其成为疏水表面后才能有更广阔的应用前景。

   粉碎及精细分级技术是非金属矿主要的深加工技术之 一。超细粉碎的目的，一方面使矿物单体分离，另一 方面使赋存于其中的杂质矿物如铁、钛、硫等有害组 分得到解离。在该技术领域，日本、德国、美国、加 拿大等处于世界领先水平。  航空航天、电子工业、新型或高技术陶瓷工业等领域 对非金属矿物原料，如石英、金刚石、氧化铝等矿物 的纯度要求很高。而微细粒选矿提纯技术是加工高纯 非金属矿产品的重要方法。

  • 钾盐、天然碱、金刚石、宝石、玉石、 彩石等矿产，探明储量少，远远不能满 足国内生产建设的需求。 • 地质控制程度低的部分所占比重较大； 资源量大，经济可用性差或经济意义未 确定的资源储量多，控制和推断的资源 储量多，探明的资源储量少。

  • 人均资源占有量少。按人均计算我国的资源 量，仅达到国际人均水平的58%。 • 某些矿种稀缺。如我国的金刚石储量小，品 位低。我国金刚石品位最富的原矿品位和砂 矿类品位仅相当于南非金刚石选矿厂的尾矿 品位。 • 难选矿物多，利用技术复杂。如高岭土伴生 有蒙脱石、伊利石、水钻石以及石英、云母、 黄铁矿、方解石等，给选矿增加了困难，用 途受到限制。

  • 粉碎和分级的发展的新趋势 （1）开发效率高、粉碎比大、粉碎极限粒度小、 适合使用的范围宽，而且具有自行分级功能或可实现超细粉 碎与精细分级及表面改性组合加工的新型超细粉碎技 术和工艺设备。 （2）发展和完善粒度大小及其分析的自动监控技 术及粒度检测的新方法和仪器

  • 为了充分的利用非金属矿物粉体的填充、增强等性能，通 过表面改性进行粉体表面的有机化和功能化。主要改变 矿物的表面组成、表面结构和官能团、表面润湿性、表 面电性、光学性能、吸附性、反应特性和层间化合物等。 • 表面改性方法：物理涂覆、化学包覆、沉淀反应、机械 化学、插层、高能处理等。 • 我国目前采用的层面防水材料主要是以沥青为基料的改 性乳化沥青及各种无机高分子材料的一些系列新产品 .其耐 老性差,易渗漏,性能单一.而以滑石轻钙、粉煤灰为基料， 经表面改性的粉料做成的防水层，可在400mm水柱压力下， 在水中浸泡一年不漏水，在90°C至-40°C范围内，防水性 能不降低，还具有防火、隔热功能。

   国内的发展 武汉理工大学雷绍民 CM51型冲击磨 超细粉碎 硬质高岭岩，-2微米含量达到70%以上。 北京矿冶研究总院GJ5X2大型双槽高强度搅拌机容 积达到10m3，成功用于2万吨/年煤系煅烧高岭石工业 生产中。 北京古生代粉体科技有限公司的超细分级机，分 级精度可达到0.3微米，已成功用于高岭土、伊利石、 云母、石墨和膨润土的精细分级作业。 表面化学包覆法和沉淀反应法辅以机械化学法改 性塑料、橡胶、涂料等。

  岩盐、芒硝、天然碱、明矾石、自然硫、磷灰石、重晶石、天青 石、萤石、石灰石等 冰洲石、光学石膏、方解石、水晶、光学石英、光学萤石等 石墨、云母、石英、水晶、电气石、金红石等 磷灰石、钾盐、钾长石、芒硝、石膏、高岭石、地开石、膨润土 等 金刚石、刚玉、石榴子石、石英、硅藻土等

  • • • • 选矿和提纯 粉碎和分级 表面改性 其它加工利用技术:如：脱水、造粒

  • 是保证非金属矿自身性质得以发挥而进行的选别、纯 化、提取过程，是非金属矿深度综合利用的必要过程 和手段。 • 光纤及压电材料用的石英粉要求纯度达到 99.999% ， 杂质含量达到 PPM 级，现代高档纸张用的高岭土和磷 酸钙涂料要求白度达到90以上，细度-2微米含量超过 90%。 • 包括传统的重、磁、浮、电选等，也有一些针对特殊 矿种和特别的条件而开发的新的或综合的选矿技术，如 磁流体水力旋流分选等。