当前世界上非金属矿开发利用主要发展趋势
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发布时间：2022-05-12 17:53
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时间：2023-10-16 15:47
现代工业和高科技领域对非金属矿原料的要求更加苛刻，使得非金属矿物原料由初加工向精加工、功能化方向发展，向高纯、超细、单晶化、复合化、纤维化、薄膜化以及具有多种特殊功能的加工制品方向发展。由单一产品向系列化产品发展。矿山规模向大型化，由生产自动控制向智能矿山转变。矿业国际化和一体化的趋势更加明显。
非金属矿具有一矿多用、多矿同用、功能好、增值快的特点。深加工产品带来的经济效益十分显著。如海泡石原矿300元/吨，加工至－325目后售价为600元/t，而精选的－10μm海泡石精矿高达5200元/t，海泡石绒售价3600～6500元/吨。钙基膨润土原矿40～70元/t，粉矿（－200目钙基粉）160～240元/t，粉状活性白土1200～1400元/吨，进口的350美元/吨。锂基膨润土4000元/t，有机膨润土12000～18000元/吨，高纯钠基膨润土（纯度＞98%、细度＜2μm）高达4000美元/吨，相当于人民币32000元/t。石墨固定碳在70%～80%的售价为420～680元/t，而彩色显象管涂料石墨乳为7万～10万元/吨，碱锰电池用高纯石墨1.4万～1.7万元/吨，柔性石墨7000美元/吨，膨胀石墨纸6000美元/吨，等等。
非金属矿工业的发展有赖于非金属矿工业现代化，而非金属矿工业现代化主要体现在非金属矿物材料深加工上。所谓非金属矿物材料深加工是指采用现代物理化学等加工方法对原料或其产品进行超细、超纯、改性、复合等工艺的处理。当前以提高产品档次和新型制品材料的深加工技术为主的开发研究，已成为世界发达国家的“热门”课题。
当前非金属矿的深加工技术表现出如下趋向。
（1）对矿物性质的研究更加重视和活跃。老矿种新用途及开拓新矿种都是基于对矿物性质的新认识而实现的，现代测试技术使得这一研究更加富有成效，研究目的与应用的结合更现实。如对矿物吸附、催化、助融、补强、热、光、电、磁、表面及界面性能等及其在各种场力作用下的变化的研究直接涉及到矿物的新用途的开拓。相比之下，这方面的研究我国与工业发达国家的差距十分显著。
（2）现代化产业和高科技要求非金属矿原料及其产品具有高纯度、更细的粒度和严格的粒度分布。这促进非金属矿的分选技术、超细粉碎技术、精密分级技术取得了长足进步。特别是选矿技术的发展和广泛应用，干法和湿法超细粉碎、微细粒分级、固液分离技术和设备在过去十几年中发展迅速并继续保持活跃。微米级、次微米级物料的机械制备已经产业化。国内开展超细粉碎和分级、超细微粉分离和干燥等技术的研究要比国外晚10年左右，各种相关设备主要是仿造或借鉴国外设备研制的。
（3）系列化、标准化技术更加完善、具体。由于非金属矿具有一矿多用、多矿同用、用途广泛的特性，工业发达国家非常重视产品的标准化和系列化，最大限度地合理利用资源及满足市场的需求。表现为：按用途、按规格、按产品走向分别形成系列标准和系列产品，由此而发展的控制技术、测试技术、分选技术、加工技术、废弃物综合利用及处置技术成龙配套。例如，德国南方化学公司生产的汤塞尔（Tonsill）向用户提供了5个系列20余个品种的活性白土，它们是：常用型活性白土系列，针对不同油品提供10种不同类别的活性白土；添加活性炭的混合型系列；脱重金属系列；颗粒土系列；供其他特殊需要的，如抗水、脱有机酸、有机碱等系列。又如美国费屈尔（Filtrol）公司亦有分油品的不同活性白土系列产品40余种。相比之下，我国生产的活性白土仅有“高效”和“普通”两种，按形状分也仅有粉状、粒状两类，脱色力仅100多，而国外均在200以上。又如滑石，我国出口滑石70%是滑石块，滑石粉不足30%；国外已有不同规格50种产品近百个等级，而我国仅有3种规格9个品种，且产品的检验项目不完全，如无菌滑石粉系列产品。发达国家不仅对最终产品实施质量控制，而且对加工过程实施在线控制。
（4）复合材料、功能材料、结构材料的制备技术带动多学科相互交叉、渗透和融合，使合成矿物技术走向成熟。不同矿物之间的协调作用、矿物的改性和改型、矿物晶体结构和畸变、矿物表面的键性和化合态等晶体化学参数在新材料中的作用更加突出，使非金属矿的深加工技术日益融合进矿物学、矿物工程学、矿物物理和量子矿物学、物理化学、晶体化学和结晶学、生物工程学、材料科学、控制理论、信息科学等。跨学科合作导致了一些新兴边缘学科的出现，如分子筛工程、粉体工程、矿物界面工程等。溶胶凝胶法、等离子法、气相合成法等特殊矿种和微细颗粒的制备方法已日益成熟。宝石、超硬材料、薄膜材料的合成，快离子导体材料制备技术等逐步实现了工业化。
（5）保护和改善非金属矿矿物产品的结构参数，如径厚比、长径比、球形化率、纤维化参数等成为非金属矿深加工的重要方面。特别是层状硅酸盐矿物径厚比，如云母、高岭石等矿物；纤维状硅酸盐矿物的长径比，如大长径比的硅灰石、海泡石等矿物；石英及膨胀珍珠岩的球形化；石墨等矿物的纤维化等。
（6）用于环境、农业的非金属矿的加工技术的研究和开发受到高度重视。如沸石、膨润土、珍珠岩、硅藻土、凹凸棒石、海泡石等这些具有层状、链层状、孔道结构的非金属矿在土壤改良、保肥保水、废水净化、除臭脱污等方面的应用研究越来越深入广泛。
（7）非金属矿加工中节能降耗及其作为节能降耗产品的研究受到广泛重视，成果得到不断推广应用。非金属矿物材料加工业是高能耗产业，其发展依赖于能源工业的发展，能源状况将对非金属矿物材料加工业产生重要的影响。因此，节能降耗的加工技术、设备和工艺对非金属矿物材料的加工具有重要意义。如碎磨作业能耗通常占产品成本的50%～70%，烧制高温耐火材料也是高能耗作业等。已投入工业应用的节能降耗技术和设备如有多碎少磨、强化分级、搅拌磨和锥磨机等新型碎磨设备、絮凝和载体分选等新型分选技术和设备、各种新型节能窑炉等。另一方面，一些非金属矿物又可用作节能材料，如硅灰石、透辉石、透闪石、霞石正长岩、蛭石、珍珠岩、硅藻土、石棉等节能原料在陶瓷、玻璃、管道、隔热保温、低温绝缘等领域的研究成果层出不穷。
以上七点是非金属矿深加工技术的主要发展方向。从全球看，2001～2010年非金属矿产品的主要需求市场仍将是耐火材料、纸张颜料、橡胶、塑料、陶瓷、家用产品以及环保领域等。近年来，以塑料、陶瓷和复合材料取代金属的趋势愈来愈明显，汽车制造中塑料用量已由过去只占百分之几上升到30%左右，因此开发研究塑料、橡胶工业所需的非金属矿填料是非金属矿产目前最活跃的发展领域之一。
