引言
矿物材料是以天然矿物(主要是非金属矿物)和岩石为主要原料，以利用其技术物理性能和化学性能为主要目的，经过必要的加工处理和制备后所获得的材料产品，其最大的特点是保留矿物本身的主要特性。
天然非金属矿物材料因其组成的复杂性和产出状态的不同，即使是同一种矿物，产出地点不同，在性质上也有所差别。因此，必须对矿物材料进行加工处理，以优化矿物材料的性能，提高其使用价值和技术经济效益。
非金属矿物材料的常用加工工艺主要有选矿提纯、颗粒的形态处理、热处理、界面处理及改性、改型、成型及后处理技术等。
1非金属矿物材料选矿提纯工艺
矿物材料的提纯是指通过某些特殊的方法，将矿物材料中的杂质除去，以提高有用组分的纯度。目前主要的提纯方法有物理方法(如浮选、磁选等)和化学方法(如酸浸、热氯化等)
目前，我国矿物材料提纯技术存在的主要问题是：
(1)高纯加工技术相对落后
目前国内矿物加工工艺和设备还难以满足电子工业、新型或高技术陶瓷工业对非金属矿物原料，如石英、锆英石、金红石、氧化铝等高纯度的要求。
(2)微细粒矿物加工提纯技术的工业应用落后
微细粒矿物加工提纯技术是加工高纯非金属矿产品的重要方法之一，由于许多待分离或分选的非金属矿物嵌布粒度细，只有经超细粉碎后才能单体解离，因此微细粒矿物加工提纯技术是分选这些微细嵌布的非金属矿物的有效技术手段，但是，我国微细粒矿物加工提纯技术在非金属矿矿物加工提纯中的研究开发和实际应用远远不够。
(3)矿物加工的回收率和资源综合利用率较低，这是我国中小矿物加工企业普遍存在的问题。
2矿物材料颗粒形态处理工艺
矿物的颗粒形态是指矿物颗粒的形状和大小等特征，如颗粒的比表面积、粒度、表面光滑度等。矿物材料的颗粒形态处理的主要目的有以下儿点：
一是使矿物材料的颗粒形态特征满足应用条件的要求;
二是提高矿物颗粒在流体中的分散度;
三是促进产品的成形。
矿物颗粒形态处理技术的关键在于最大限度地保护矿物本身的晶体结构特征。通常对不同的晶体形态应采用不同的处理工艺：
片状矿物一般采用磨剥解离工艺;
纤维状矿物采用松解工艺;
粒状矿物采用超细粉碎工艺。
矿物材料颗粒形态处理的常用加工工艺主要有磨剥解离工艺、松解剥离工艺、超细粉碎工艺和切削、研磨、抛光、刻蚀等特殊处理工艺。
目前，矿物材料的超细粉碎加工工艺是一项重要的矿物颗粒处理工艺，包括物料颗粒的粉碎、阻止颗粒的团聚和超细物料的分级三个方面。
总的来说，超细物料的分级技术落后于超细粉碎技术，需要大力地进行开发研究。
3矿物材料的热处理工艺
矿物材料的热处理是指采用加热的方法达到改变矿物性质的加工工艺，目的是除去矿物中所含的水分，使矿物发生热分解，或使矿物材料成形固化等。
(1)煅烧
矿物中所含的水分通常为：自由水、吸附水和结晶水三种。结晶水是矿物晶体分子中所含的水，脱除矿物材料结晶水的热处理工艺称为煅烧。
蒙脱石在300℃时开始排除结晶水，到800℃时才能完全排除结晶水;
高岭土经煅烧后具有较好的白度和硬度及良好的光学性质与油吸附性。
凹凸棒石或海泡石在200-500℃下煅烧可排除大量的吸附水和结晶水，使颗粒内部晶体结构破坏，变得松弛，比表面成倍增加，继续加热后又可转变为新的稳定状态，可用于生产优质吸附材料和高性能低密度的摩擦材料。
(2)热分解
热分解是指矿物晶体分子结构在加热中发生离解的化学反应过程。煅烧通常分为轻烧和重烧两种。
轻烧是指煅烧温度处于矿物分解温度范围以内的热分解作业，一般轻烧温度约为700-1000℃。
重烧是指煅烧温度远高于矿物的分解温度的热分解作业，其温度约为1400-1700℃，如供耐火材料使用的白云石熟料以重烧为好。
(3)烧成
烧成是指在远高于矿物热分解的温度下进行的煅烧作业。目的是为稳定固体氧化物或硅酸盐矿物的物理状态，使其成为稳定的固相。矿物在较低温度下的热分解所生成的各种氧化物，一般结晶都较差，但表面活性高，可用作高性能的吸附材料。
对具有两种以上结晶变体的矿物材料，可通过烧成来达到改变结晶方式的目的。如通过加热可使石英晶体转变为方石英晶体，而通过添加矿化剂还可使其转变为鳞石英晶体。
(4)熔融
熔融是指矿物材料在达到熔点的温度下由固相转变为液相的过程。如用粉碎后的石英砂作原料制成有无数小气泡的不透明的石英玻璃叫做熔融氧化硅，其实心或空心制品(微珠)是良好的填充增强剂。
4矿物材料的界面处理及改性工艺
矿物材料的界面处理及改性工艺是矿物材料加工工艺中的重要技术，目的是改善矿物颗粒表面的物理化学特性，从而提高矿物材料的使用价值，或者是开拓出矿物材料新的应用领域。
(1)物理处理技术
①润湿与浸渍：将矿物材料完全置于液体介质中，达到矿物颗粒表面被液体润湿的目的，润湿与浸渍工艺通常也作为化学处理技术的辅助作业。
②表面涂覆处理：在矿物颗粒表面覆盖涂层是实现矿物材料改性的常用方法，目的是可提高矿物材料的外观装饰性或抗氧化性。
铸造型砂涂覆一层酚醛树脂或吠喃树脂，生成的型砂能获得较高的铸造生产速度，并可改善模具和模芯的使用性能。
珠光云母是将氧化锂、氧化铬、氧化钛和氧化铁等涂覆于云母表面制成的，通过控制涂层厚度即可获得不同颜色的珠光效果，广泛应用于化妆品、油漆等产品中。
③热处理改性：通过加热的方法来实现矿物材料化学组成、物理性质等的改变。高岭土热处理改性可除去约l4%的结构水，还可除去一部分挥发物和有机物。
(2)化学处理技术
①表面化学改性：表面包覆改性是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法，是目前最常用的无机粉体表面改性方法。(点击查看详情：无机粉体表面改性的方法、工艺、设备、改性剂配方、评价标准、技术进展及发展趋势)
②化学处理：利用无机或有机化学反应的方法来处理矿物材料的工艺技术。
酸碱处理：用无机酸处理膨润土可增强膨润土的吸附性。
漂白：高岭土含铁时，可采用硫代硫酸钠或亚硫酸钠等除去高岭土表面的三价铁，使其还原成可溶性的二价铁而被除去。
离子交换：利用Na+交换能力高于Ca2+的特性，使钙基膨润土转变为钠基膨润土。
层间化合物：通过化学或电化学方法在这些矿物的晶格层间插入其他化学物质，从而形成具有特殊的和优良的使用性质的新型矿物材料，如云母、石墨、蛭石、膨润土等。
5矿物材料的改型处理
矿物材料的改型是指将天然或者人造矿物和岩石材料经物理和化学方法加工后，矿物岩石的性能产生了定向性的变化，这是用人工方法使矿物材料在成分或结构特征上发生改变。
天然沸石改型：用NaOH处理天然沸石，可得到P型沸石;用稀无机酸处理，可得到吸附速度和阳离子交换容量都很高的H型沸石;用Na盐处理，可得到对气体吸附性很强的Na型沸石。
蒙脱石的改型处理：可采用Mg2+充分取代蒙脱石八面体中的Al3+，来控制层电荷的高低，同时用助剂使其充分水化，增大蒙脱石晶格的层间距，再经分散解离，晶格错位，使大部分晶面破坏，造成新的断、破键，增加比表面和可变电荷，达到改变蒙脱石的胶体性质的目的。这种改型处理也称为“晶体分离技术”。
6矿物材料产品的成形及后处理
矿物材料除了以粉状形式应用外，绝大多数都要经过成形工艺和后处理工艺，以获得具有一定形状和尺寸的产品。这类工艺包括成形工艺、固化工艺和其他后处理工艺。
(1)成形工艺
成形是在一定的模具上通过机械力或其他的物理化学力等作用，使矿物材料形成具有一定的形状及强度的产品的加工作业。矿物材料在成形前必须设计好产品的组分配比，按不同材料和生产工艺特点，制备好成形用混合料，这种混合料称为泥浆浇铸料、糊料、坯料、悬浮分散状料浆、压塑料、料子等。
常用的成形工艺有塑制、注模、模压、滚压、挤压、喷涂、缠绕、层压、抄取、造粒成形等方式。
(2)固化工艺
产品固化的目的是为了使加工成形后的产品进一步提高其机械强度，并获得产品所需的各种功能，如抗压性、抗折性、耐磨性等。
固化方法按固化工艺的基本原理可分为烧结工艺和胶结工艺两大类。
(3)产品后处理工艺
产品后处理工艺是指对已制出的产品进行的包括外观质量、结构形状等的加工处理工艺。常用的产品后处理工艺有热处理、形态加工、表面处理、接合与包覆处理技术等。
QQ交流群
