淺談非金屬礦物加工技術

王林

摘要：介紹了近幾年來礦物加工中關鍵設備的技術進展及其應用，如破碎粉磨設備、篩分分級設備、超細礦物加工設備、選別設備以及過濾設備等。隨著生產的發展、科學技術的進步和各學科間的互相滲透，礦物加工設備處于不斷發展中，不斷向大型化、先進化方向推進，新型設備不斷涌現。在這些設備的開發設計中，廣泛采用了新結構、新材質、新技術和新加工工藝，大大提高了設備的技術水平和可靠性，簡化了礦物加工工藝，實現了高效節能、提高經濟效益之目的。

關鍵字：

一、非金屬礦物加工技術的現狀及發展

非金屬礦物是與人類生產、生活密切相關的礦產資源之一，是人類利用最早的地球礦產資源。對人類文明的發展做出了重大貢獻。在非金屬礦的加工利用工藝技術發展中，最初是通過手工作業從天然礦石獲得所需礦物，并沒有形成一門工業技術，這種現象一直延伸19世紀初期。隨著全球工業的快速發展，對礦物原料需求大幅增加，加之18世紀產業革命發展的基礎和巨大推動，非金屬礦的加工技術真正從手工作業向現代工業技術轉變，出現了選礦工藝和球磨、分級等相關加工機械設備，非金屬礦的加工利用技術逐步形成了完整的學科和工藝技術體系。

非金屬礦包括的范圍很廣，品類繁多，而且具有多種獨特有意的性能，用途十分廣泛，廣泛應用于化工，輕工，是有，機械，建材，農業，國際，航空航天，電子，通訊以及農業等。等部門，非金屬礦產已深入到國民經濟建設和人類生存的各個領域中，隨著社會的進步和科技的發展，我國非金屬礦科技研發，產品研發與應用取得了長足的進步與發展非金屬礦工業在國民經濟發展和人類生存中的作用也越來越重要，對非金屬的需求量越來越大，而且投資規模越來越大。但是總體上還是表現出，其發展滿足不了行業現狀的現象。

二、非金屬礦的加工技術的主要內容及發展回顧

1、非金屬礦物加工是指采用一定的工藝方法，如粉碎、分級、提純、超細粉碎、表面改性等將非金屬礦原礦加工為滿足相關行業應用要求的非金屬礦物粉體或產品。

2、

2.1 顆粒制備與處理技術

顆粒制備與處理技術是指通過一定的技術、工藝、設備生產出滿足應用領域要求的具有一定粒度大小和粒度分布、純度或化學成分、物理化學性質、表面或界面性質的非金屬礦物粉體材料或產品，是非金屬礦物加工利用所必須的加工技術之一。

1）粉碎與分級

粉碎與分級是指通過機械、物理和化學方法使非金屬礦石粒度減小和具有一定粒度分布的加工技術。根據粉碎產物粒度大小和分布的不同，可將粉碎與分級細分為破碎與篩分、粉碎與分級及超細粉碎與精細分級，分別用于加工大于1mm、10～1000um及0.1～10um等不同粒度及分布的粉體產品。粉碎與分級是以滿足應用領域對粉體原材料粒度大小及粒度分布要求為目的的粉體加工技術。主要研究內容包括：粉體的粒度、物理化學特征及其表征方法;不同性質顆粒的粉碎機理;粉碎過程的描述和數

學模型;物料在不同方法、設備及不同粉碎條件和粉碎環境下的能耗規律、粉碎和分級效率或能量利用率及產物粒度分布;粉碎過程力學;粉碎過程化學;粉碎的分散;助磨劑的篩選及應用;粉碎與分級過程的粒度監控和粉體的粒度檢測技術等。它涉及顆粒學、力學、固體物理、化工原理、物理化學、流體力學、機械學、巖石與礦物學、晶體學、礦物加工、現代儀器分析與測試等諸多學科。

2）表面改性

表面改性是以滿足應用領域對粉體原料表面或界面性質、分散性和與其他組分相容性要求的粉體材料深加工技術。對于超細粉體材料和納米粉體材料表面改性是提高其分散性能和應用性能的主要手段之一，在某種意義上決定其市場的占有。非金屬礦物粉體材料的主要研究內容包括：表面改性的原理和方法;表面改性過程的化學、熱力學和動力學;表面或界面性質與改性方法及改性劑的合成和表面改性設備;表面改性效果的檢測和表征方法;表面改性工藝的自動控制;表面改性后無機粉體的應用性能研究等。它涉及顆粒學、表面或界面物理化學、膠體化學、有機化學、無機化學、高分子化學、無機非金屬材料、高聚物或高分子材料、復合材料、生物醫學材料、化工原理、現代儀器分析與測試等諸多相關學科。

3）選礦提純

選礦提純是指利用礦物之間或礦物與脈石之間密度、粒度和形狀、磁性、電性、顏色、表面潤濕性以及化學反應特性對礦物進行分選和提純的加工技術。根據分選原理不同，可分為重力分選、磁選、電選、浮選、化學選礦、光電揀選等。

4）脫水技術

脫水技術是非金屬礦物粉體材料的后續加工作業，是指采用機械、物理和化學等方法脫除加工產品中的水分，特別是濕法加工產品中水分的技術。其目的是滿足應用領域對產品水分含量的要求和便于貯存和運輸。因此，脫水技術也是非金屬礦物材料必須的加工技術之一。

脫水技術包括機械脫水（離心、壓濾、真空等）和熱蒸發（干燥）脫水兩部分。

5）造粒技術

造粒技術是指采用機械、物理和化學方法將微細或超細非金屬礦粉體加工成具有較大粒度、特定形狀及粒度分布的非金屬礦物材料深加工技術。其目的是方便超細非金屬礦物粉體材料的應用，減輕超細粉體使用時的粉塵飛揚和提高其應用性能。主要研究內容包括：造粒方法、工藝和設備。由于非金屬礦物粉體材料，尤其是納米級和亞微米級的超細粉體材料直接在塑料、橡膠、化纖、醫藥、環保、催化等領域使用時，不同程度地存在分散不均、揚塵、使用不便、難以回收等問題，因此，將其造粒后使用是解決上述應用問題的有效方法之一，尤其適用于用作高聚物基復合材料填料的非金屬礦物粉體材料。

2.2 非金屬礦物加工現狀及發展歷程總結回顧

以超細粉碎為例。20世紀80年代初以來20多年間中國超細粉碎技術與設備的發展大體上經歷力了三個階段。從80年代初至80年代末以引進國外技術和設備為主，90年代初至90年代末期是引進國外技術、設備與國內仿制、開發同步進行的時期。2000年以后，進入了自主開發和制造為主、引進為輔的階段，期間建立的超細粉體加工廠大多采用國產技術和設備。從2000年至今，具有自主知識產權或發明專利的超細粉碎技術和設備工藝配套和自動控制等綜合性能顯著提高。