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什么是非金属矿加工技术?
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-04-06 10:15:13    浏览次数:
 
  非金属矿物加工是指采用一定的工艺方法,如粉碎、分级、提纯、超细粉碎、表面改性等将非金属矿原矿加工为满足相关行业应用要求的非金属矿物粉体或产品。
  非金属矿的加工与金属矿产、可燃矿产的加工有着本质的区别。金属矿产是通过冶炼或化学浸出提取其中的金属元素,可燃矿产是通过热化学反应,提取其中的热能及有机化学组分。这两类矿产的利用手段几乎都是以改变矿物原料的化学结构来达到目的的,即着重于矿物原料微观结构的改变。对非金属矿产来说,绝大部分都是利用其宏观结构的技术物理特性,或利用加工以后形成的新的技术物理特性,大多均不改变或基本不改变所利用的矿物(或岩石)的微观结构组分。
  非金属矿加工应用技术主要包含三个方面:颗粒制备与处理技术,主要包括矿石的粉碎与分级技术、选矿提纯技术、矿物(粉体)的表面或界面改性技术、脱水干燥技术、造粒技术等;非金属矿物材料加工技术,主要包括非金属矿物材料的原料配方技术、加工工艺与设备等;非金属矿物化工技术,主要是以非金属矿为主要原料的无机化工产品制备技术。

  1、颗粒制备与处理技术
  (1)粉碎与分级
  粉碎与分级是指通过机械、物理和化学方法使非金属矿石粒度减小和具有一定粒度分布的加工技术。根据粉碎产物粒度大小和分布的不同,将粉碎与分级细分为破碎与筛分、粉碎(磨)与分级及超细粉碎(磨)与精细分级,分别用于加工大于1mm、10~1000um及0.1~10um等不同粒度及其分布的粉体产品。粉碎与分级是以满足应用领域对粉体原(村)料粒度大小及粒度分布要求为目的的粉体加工技术。
  (2)选矿提纯
  是指利用矿物之间或矿物与脉石之间密度、粒度和形状、磁性、电性、颜色(光性)、表面润湿性以及化学反应特性等对矿物进行分选和提纯的加工技术。根据分选原理不同,可分为重力分选、磁选、电选、浮选、化学选矿、光电拣选等。非金属矿的选矿提纯是以满足相关应用领域,如高级和高技术陶瓷、耐火材料、微电子、光纤、石英玻璃、涂料、油墨及造纸填料和颜料、密封材料、有机/无机复合材料、生物医学、环境保护等现代高技术和新材料对非金属矿物原(材)料纯度要求的重要的非金属矿物加工技术。
  (3)表面改性
  是指用物理、化学、机械等方法对矿物粉体进行表面处理,根据应用的需要有目的地改变粉体表面或界面的物理化学性质,如表面组成、结构和官能团、表面润湿性、表面电性、表面光学性质、表面吸附和反应特性以及层间化合物等。根据改性原理和改性剂的不同,表面改性方法可分为物理涂敷改性、化学包覆改性、沉淀反应改性、机械力化学改性、胶囊化改性、插层改性、高能处理改性等。表面改性是以满足应用领域对粉体原(材)料表面或界面性质、分散性和与其他组分相容性要求的粉体材料深加工技术。
  (4)脱水干燥技术
  是非金属矿物的后续加工作业,是指采用机械、物理、化学等方法脱除加工产品中的水分,特别是湿法加工产品中水分的技术。其目的是满足应用领域对产品水分含量的要求和便于贮存和运输。
  (5)造粒技术
  造粒技术是指采用机械、物理和化学方法将微细或超细非金属矿粉体加工成具有较大粒度及粒度分布的非金属矿物材料深加工技术。其目的是方便超细非金属矿物粉体材料应用,减轻超细粉体使用时的粉尘飞扬和提高其应用性能。

  2、非金属矿物材料加工技术
  (1)原料配方复合技术

  原料配方复合技术是指根据产品功能需要的原料配方或配制技术,包括不同化学组成、结构、粒形非金属矿物原料的配合或复合,即无机/无机复合;非金属矿物原料与有机物或有机高聚物的复合,即有机/无机复合;其他助剂的配合等。原材料复合技术是非金属矿物材料或制品的核心技术之一。非金属矿物材料或制品种类繁多,涉及的领域非常广泛,按其功能可分为:结构或力学功能材料、热学功能材料、电磁功能材料、光功能材料、吸波与屏蔽材料、催化材料、吸附材料、流变材科、颜料、结构材料、装饰材料、生物医学功能材料等。不同材料的原(材)料配方不同,因此,非金属矿物材料配方技术涉及广泛的学科面,如矿物加工、材料加工、无机非金属材料、高分子材料、新型建材、化工工程、机械、电子、生物等,是一种多学科的综合。追求功能化、环境友好或无害化是非金属矿物材料配方技术的主题。
  (2)加工工艺与设备
  加工工艺与设备是指非金属矿物材料或制品的成型、固化、煅烧、表面修饰等工艺与设备,是制备非金属矿物材料或制品的关键技术之一。非金属矿物材料或制品的种类多,一般来说,不同种类和不同用途的非金属矿物材料或制品的生产方法不同,工艺也是千差万别。追求工艺性能和操作参数的优化及降低能耗、物耗等是非金属矿物材料或制品工艺与设备发展的主题。

  3、非金属矿物化工技术
  非金属矿物化工是以非金属矿产品为原料或主要对象,通过对矿物分子结构的改变,提取某种有用元素或化合物的加工技术。如用含氟矿物萤石制备含氟酸的化合物;用含钡矿物重晶石生产钡盐系列产品;用含铝矿物铝土矿、高岭土等生产氯化铝、硫酸铝、氧化铝等;用含硅矿物石英、蛋白石、硅藻土制备硅酸钠或水玻璃、沉淀二氧化硅或白炭黑等;用含镁矿物菱镁矿、白云石生产氯化镁、硫酸镁、氧化镁、轻质碳酸镁等;用石灰石生产氧化钙、轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙等;用明矾石制备硫酸、硫酸钾等。
  非金属矿物化工技术一般包括热化学加工、湿法分解或浸取、过滤分离、溶液精制、结晶、干燥、粉碎等工序。热化学加工可分为煅烧、焙烧、熔融等;湿法分解或浸取是用酸、碱、盐类溶液在水热条件下提取固体物料中有用组分的过程,一般伴有化学反应。



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