非金属矿种类繁多，结构各异，晶形和结构是其最主要的特征之一，对其应用性能和应用价值有重要影响。加工过程中的晶形和结构保护是非金属矿选矿加工的重要特点之一，对于确保非金属矿产品的天然禀赋和提高其应用价值有重要意义。
1、概述
非金属矿种类繁多，结构各异，晶形和结构是其最主要的特征之一，对其应用性能和应用价值有重要影响。加工过程中的晶形和结构保护是非金属矿选矿加工的重要特点之一，对于确保非金属矿产品的天然禀赋和提高其应用价值有重要意义。
所谓晶形和结构保护就是在矿物加工过程中尽可能地使非金属矿的天然特征不被破坏或尽可能地使加工后的产品保留矿物的原有晶形和结构特征。
非金属矿物的晶形在矿物学中分为单形和多形，聚形是单形的集合体，实际的加工产品以颗粒的呈现，大多属于聚形。聚形任然反映出矿物的晶形和结构特征。
在实际的矿物加工中，我们特别需要保护的是一些特殊晶形和结构的非金属矿物，如片状的石墨、云母和高岭土，纤维状的石棉，针状的硅灰石，多孔状的硅藻土等，见表1.
表1 非金属矿物的晶形及其保护依据
| 晶形结构 | 代表性矿物 | 保护依据 |
| 片、层状 | 鳞片石墨、云母、滑石、高岭土、蒙脱石、绿泥石、蛭石、叶腊石等 | 具有独特的片层状结晶特性及功能性，天然片状晶形产品的应用价值较大，市场价格较高 |
| 纤维状或针状 | 石棉、硅灰石、透闪石、纤维海泡石、石膏等 | 独特的纤维状或链状晶形，在复合材料中具有增强或补偿性，保留天然纤维状或针状产品的应用价值较大，市场价格较高 |
| 天然多孔状 | 硅藻土、蛋白石、沸石、凹凸棒土、海泡石等 | 独特的孔结构特征，具有优良媳妇、助滤等天然禀赋，保留其天然结构特性的产品应用价值较大，市场价格较高 |
| 八面体等 | 金刚石 | 高硬度、高耐磨、高透明性等特性，颗粒越大，晶形越完整，价值越高 |
2、层状晶形非金属矿
片（层）状非金属矿的晶形保护主要是在粉碎、选矿提纯、干燥、改性等加工过程中采取一定的方法或技术措施，使得加工产品尽可能地保留矿物的片（层）状结构，使其少受破坏。由于层状非金属矿种类、结构特征和应用性能的要求不同，生产中保护的目的及采取的方法和技术措施也有所不同。表2所列为生产中部分层状非金属矿物的结构特征、产品应用要求。晶形保护目的和技术措施。
表2 层状非金属矿物的晶形保护
| 矿物名称 | 结构特性 | 产品性能要求 | 晶形保护目的 | 技术措施 |
| 鳞片石墨 | 六方晶系；层状结构，层内C-C为共价键，层间为分子键 | 鳞片越大、纯度越高、晶形越完整越好 | 保护大鳞片和六方晶系结构 | 选矿：粗磨初选后，粗精矿多段再磨、多段浮选；超细粉碎：采用湿式研磨剥片工艺设备 |
| 云母 | 板状或片状；由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成的2:1型层状硅酸盐 | 颗粒径厚比越大越高。表面缺陷越少越好 | 保护其薄片状结构，片状颗粒表面少有划痕 | 采用选择性粉碎解聚工艺设备和湿法粉磨、超细研磨剥片工艺与设备；分选、干燥、改性中避免高剪切力 |
| 高岭土 | 假六方片状：由一层硅氧四面体一层铝氧八面体构成的1:1型层状硅酸盐 | 片状晶形越完整越好，颗粒径厚比越大越好 | 保护其片状晶形和层状晶体结构 | 在选矿中采用湿法分散、制浆和选择性解离工艺：在超细粉碎中采用湿式研磨剥片 |
| 滑石 | 片状或鳞片状集合体；由两层硅氧四面体和一层八面体构成的三八面体结构 | 片状晶形越完整越好，颗粒径厚比越大越好 | 保护其片状晶形和层状晶体结构 | 在选矿中采用选择性破碎解离工艺设备，在细磨和超细磨中采用研磨和冲击式工艺设备 |
3、纤维状非金属矿
纤维状或针状非金属矿的晶形保护主要是在粉碎、选矿提纯、干燥、改性等加工过程中采取一定的方法或技术措施，使加工产品尽可能地保留矿物的纤维状或针状结构。由于纤维状非金属矿种类、结构特性和产品性能要求的不用，生产中保护的目的及采取的方法或技术措施也有所不同，表3所列为生产中典型纤维状非金属矿物的结构特性、产品性能要求、晶形保护目的及技术措施。
表3 纤维状非金属矿物的晶形保护
| 矿物名称 | 结构特性 | 产品性能要求 | 晶形保护目的 | 技术措施 |
| 温石棉 | 卷层状结构（氢氧镁石八面体在外，硅氧四面体在内），柔软纤维状集合体形态 | 纤维越长越好 | 保护长纤维和蛇纹石结构 | 选矿采用多段破碎揭棉和多段风选工艺；破碎揭棉设备采用冲击式破碎机和轮碾机，分选采用筛分和风力吸选 |
| 硅灰石 | 三斜晶系，单链状结构，针状集合体形态 | 颗粒长径比越大越好 | 保护其链状结构，针状 | 在选矿中采用选择性粉碎、解离和分选工艺；在细粉碎中采用选择性或自冲击粉碎工艺与设备；分级、干燥、改性中避免高剪切力 |
| 纤维海泡石 | 由八面体连接两个硅氧四面体形成链状结构，纤维状形态 | 纤维越长越好，链状结构越完整越好 | 保护长纤维和链状晶体结构 | 在选矿中采用选择性粉碎、解离和分选工艺；在细粉碎中采用选择性或自冲击粉碎工艺与设备；分级、干燥、改性中避免高剪切力 |
4、天然多孔非金属矿
硅藻土、蛋白土、沸石、凹凸棒石、海泡石等矿物具有独特的孔道结构，孔隙率高，空体积大，在吸附、催化、环境保护等领域具有重要的应用价值和广泛的市场前景。独特的孔道结构特性是其天然禀赋和应用基础，在加工中必须予以保护。
由于孔结构和孔尺寸的不用，不同的天然多孔矿物在加工中采取的保护措施也不同。一般对于蛋白土、沸石、凹凸棒石等孔径小于10nm的多孔矿物，在机械磨矿和物理选矿过程中不会对其孔结构产生显著影响，但对于孔径分布数十纳米到数百纳米的硅藻土来说高强度的机械研磨和物理选矿可能会对其孔结构造成破坏，因此，对多数天然多孔矿物孔结构可能的破坏主要来自化学提纯和煅烧。表4 所列为典型天然多孔矿物的孔结构特征、产品性能要求、保护目的及技术措施。
表4 天然多孔非金属矿物的晶形保护
| 矿物名称 | 结构特性 | 产品性能要求 | 晶形保护目的 | 技术措施 |
| 硅藻土 | 非晶质硅藻沉积岩，孔道贯通且分布规律，孔径数十纳米到数百纳米；孔隙率80-90%，比表面积10-100m2/g | 高的硅藻含量和完整的孔道结构 | 保护硅藻颗粒和孔结构的完整性 | 选矿过程中，避免长时间强烈研磨，化学提纯过程中控制好酸浓度，煅烧加工中控制好煅烧温度 |
| 蛋白土 | 孔径小于10nm，比表面积100 m2/g | 高的蛋白石（非晶态二氧化硅）含量 | 保护孔隙结构，提高比表面积 | 化学提纯过程中控制好酸浓度，煅烧加工中控制好煅烧温度 |
| 沸石 | 笼形结构（孔穴直径0.65-1.5nm；孔道长度0.3-1.0nm，孔隙率50%以上，比表面积大 | 高纯度和完整的笼形结构 | 保护和疏通笼形结构 | 化学提纯过程中控制好酸浓度，煅烧加工中控制好煅烧温度 |
| 凹凸棒石 | 洞穴式孔道（0.37-0.64nm）；孔道被水分子填充；比表面积70-300 m2/g | 高纯度和完整的洞穴式孔道，高比表面积 | 保护和疏通孔道 | 化学提纯过程中控制好酸浓度，煅烧加工中控制好煅烧温度 |
| 海泡石 | 孔道直径0.37-1.10nm；孔体积0.35-0.4ml/g；比表面积100-900 m2/g | 高纯度和完整的洞穴式孔道，高比表面积 | 保护和疏通孔道 | 化学提纯过程中控制好酸浓度，煅烧加工中控制好煅烧温度 |
5、其他非金属矿
除了层状、纤维状、多孔结构的非金属矿在加工过程中需要采取晶形与结构保护措施外，还有一些非金属矿需要在加工过程中保护其晶形和晶粒大小，如金刚石、石榴子石、水晶、冰洲石等。尤其是金刚石，必须确保其晶形和晶粒不被破坏。因此，一般在金刚石选矿过程中采用预选、粗选、多段磨矿和多次精选的各种选矿方法以及比较复杂的选矿工艺流程。
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