礦物材料課件：第二章礦物材料制備工藝技術(shù)(1)（第一章）

1、 礦礦 物物 材材 料料 任課老師：李任課老師：李 飛飛 電電 話：話：152718180972011年年5月月12日日2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.1 2.1.1 引言引言 2.1.2 2.1.2 初加工初加工 2.1.3 2.1.3 深加工深加工 2.1.4 2.1.4 制品制品2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)礦物選礦提純技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級礦石的粉碎與分級 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物的表面改性技

2、術(shù)礦物的表面改性技術(shù) 2.2.5 2.2.5 成型與固化工藝成型與固化工藝 2.2.6 2.2.6 成品加工技術(shù)成品加工技術(shù) 2.2.7 2.2.7 材料復(fù)合技術(shù)材料復(fù)合技術(shù) 2.2.8 2.2.8 礦物材料制備一般工藝流程礦物材料制備一般工藝流程2.3 2.3 礦物材料制備工藝技術(shù)發(fā)展趨勢礦物材料制備工藝技術(shù)發(fā)展趨勢第二章第二章 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù)(1)(1)2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.1 2.1.1 引言（引言（1 1） 在開發(fā)利用在開發(fā)利用非金屬礦產(chǎn)資源非金屬礦產(chǎn)資源的途徑中，最簡單的的途徑中，最簡單的是是直接利用直接利用，例如：沙、石

3、、粘土的建筑利用。經(jīng)過，例如：沙、石、粘土的建筑利用。經(jīng)過選礦加工選礦加工的產(chǎn)品則提高了資源的利用層次及經(jīng)濟價值，的產(chǎn)品則提高了資源的利用層次及經(jīng)濟價值，但是其本質(zhì)上仍是一種原料，即制取某種材料的原料但是其本質(zhì)上仍是一種原料，即制取某種材料的原料或原材料?；蛟牧?。 眾所周知，金屬礦產(chǎn)是通過冶煉，提煉其中有眾所周知，金屬礦產(chǎn)是通過冶煉，提煉其中有用的金屬元素；可燃礦產(chǎn)是通過熱化學(xué)反應(yīng)，提取用的金屬元素；可燃礦產(chǎn)是通過熱化學(xué)反應(yīng)，提取其中的熱能及有機化學(xué)組分。因此，這兩類礦產(chǎn)的其中的熱能及有機化學(xué)組分。因此，這兩類礦產(chǎn)的利用手段幾乎都是以改變礦物原料的利用手段幾乎都是以改變礦物原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)

4、結(jié)構(gòu)來達(dá)來達(dá)到目的的。到目的的。 但是，對于但是，對于非金屬礦非金屬礦來說，絕大部分是利來說，絕大部分是利用其用其固有的技術(shù)物理特征固有的技術(shù)物理特征，或利用，或利用其加工以后其加工以后形成的技術(shù)物理特性和界面化學(xué)性能形成的技術(shù)物理特性和界面化學(xué)性能。為了利。為了利用這些礦物原料，需要將它們加工成具有某些用這些礦物原料，需要將它們加工成具有某些功能、可供人們直接使用的材料，這也就是功能、可供人們直接使用的材料，這也就是礦礦物材料物材料。將開采出來的非金屬礦物原料加工成。將開采出來的非金屬礦物原料加工成各類功能的材料，大體上要經(jīng)過二個或三個階各類功能的材料，大體上要經(jīng)過二個或三個階段，即：段，即

5、：初加工初加工、深加工深加工及及制品加工制品加工。2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.1 2.1.1 引言（引言（2 2） 2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.2 2.1.2 初加工初加工初加工初加工，是指傳統(tǒng)的礦物機械加工，是指傳統(tǒng)的礦物機械加工選礦選礦。包括礦物或巖石的破碎、磨礦、分級以及有包括礦物或巖石的破碎、磨礦、分級以及有用礦物的富集。用礦物的富集。初加工的任務(wù)是：為材料工業(yè)部門提供從初加工的任務(wù)是：為材料工業(yè)部門提供從顆粒顆粒粒級粒級上或上或有用礦物品位有用礦物品位上都合格的原料礦物。上都合格的原料礦物。因此它屬于礦物原料工業(yè)的范疇。因此

6、它屬于礦物原料工業(yè)的范疇。2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.3 2.1.3 深加工（深加工（1 1） 深加工深加工是指將原料礦物按所需利用或進(jìn)是指將原料礦物按所需利用或進(jìn)一步發(fā)揮其一步發(fā)揮其技術(shù)物理技術(shù)物理及及界面特性界面特性要求，再要求，再進(jìn)行精細(xì)加工。經(jīng)深加工的礦物產(chǎn)品進(jìn)行精細(xì)加工。經(jīng)深加工的礦物產(chǎn)品已不已不再是一種原料再是一種原料，而是具有某些優(yōu)異性能、而是具有某些優(yōu)異性能、可供直接利用的材料。可供直接利用的材料。經(jīng)深加工的礦物材經(jīng)深加工的礦物材料一般都保持了原料礦物的單一材料性與料一般都保持了原料礦物的單一材料性與固體分散相的特征，其固體分散相的特征，其礦物結(jié)構(gòu)

7、礦物結(jié)構(gòu)與與化學(xué)成化學(xué)成份份也不發(fā)生根本的改變。也不發(fā)生根本的改變。 但是其所被利用的但是其所被利用的技術(shù)物理特性與技術(shù)物理特性與界面化學(xué)性能要有一個質(zhì)的飛躍界面化學(xué)性能要有一個質(zhì)的飛躍，也經(jīng)，也經(jīng)常會發(fā)生局部的常會發(fā)生局部的晶層構(gòu)造晶層構(gòu)造的變異與的變異與表面表面化學(xué)性能化學(xué)性能的改變，并且也常會伴隨有的改變，并且也常會伴隨有物物理形態(tài)理形態(tài)上的變化。這些變化使得深加工上的變化。這些變化使得深加工產(chǎn)品已不同于初加工產(chǎn)品，產(chǎn)品已不同于初加工產(chǎn)品，其固有的天其固有的天然礦物性能已發(fā)生質(zhì)的改變?nèi)坏V物性能已發(fā)生質(zhì)的改變。例如：各。例如：各類超細(xì)或高純礦物產(chǎn)品，膨脹石墨、膨類超細(xì)或高純礦物產(chǎn)品，膨脹石

8、墨、膨脹珍珠巖、涂布級高嶺土、煅燒高嶺土、脹珍珠巖、涂布級高嶺土、煅燒高嶺土、活性白土等?；钚园淄恋?。 2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.3 2.1.3 深加工（深加工（2 2）2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.3 2.1.3 深加工（深加工（3 3）深加工方法深加工方法 常見的深加工方法有：常見的深加工方法有：精細(xì)精細(xì)( (或化學(xué)或化學(xué)) )提純、超細(xì)粉碎、超細(xì)分級、晶體磨削、提純、超細(xì)粉碎、超細(xì)分級、晶體磨削、剝片、雕琢、拋光、表面處理、熱處理、剝片、雕琢、拋光、表面處理、熱處理、化學(xué)處理、高溫?zé)?、高溫焙燒膨脹、化學(xué)處理、高溫?zé)?、高溫焙?/p>

9、膨脹、熔融與拉絲成型熔融與拉絲成型等。等。2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.3 2.1.3 深加工（深加工（4 4） 通常將其歸納為通常將其歸納為超細(xì)超細(xì)( (干法與濕法等干法與濕法等) )、提純提純( (重選、磁選、電選、浮選、化學(xué)選、重選、磁選、電選、浮選、化學(xué)選、光電選、摩擦選等光電選、摩擦選等) )、改性改性( (煅燒改性、結(jié)煅燒改性、結(jié)構(gòu)化學(xué)改性、化學(xué)表面改性及激光表面改構(gòu)化學(xué)改性、化學(xué)表面改性及激光表面改性、電子束輻射改性、離子注入改性和離性、電子束輻射改性、離子注入改性和離子束沉積改性、物理氣相沉積改性、化學(xué)子束沉積改性、物理氣相沉積改性、化學(xué)氣相沉積改性

10、、等離子體化學(xué)氣相沉積改氣相沉積改性、等離子體化學(xué)氣相沉積改性等性等) ) 等。等。超細(xì)提純實質(zhì)是界面剝離超細(xì)提純實質(zhì)是界面剝離( (分離分離) )，而表面，而表面改性實質(zhì)是解決表面相容性以利于材料復(fù)改性實質(zhì)是解決表面相容性以利于材料復(fù)合合，從而研制出新材料。從而研制出新材料。2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.4 2.1.4 制品（制品（1 1） 制品通常是由制品通常是由兩種或兩種以上的原兩種或兩種以上的原材料復(fù)合而成材料復(fù)合而成，因此可以列入人工合成，因此可以列入人工合成材料或材料或復(fù)合材料復(fù)合材料的范疇。從材料形態(tài)看，的范疇。從材料形態(tài)看，它一般都具有物理形態(tài)上的它

11、一般都具有物理形態(tài)上的整體性與成整體性與成型性型性；從用途看，作為一種材料，制品；從用途看，作為一種材料，制品均是具有某種性能、可被直接利用的均是具有某種性能、可被直接利用的功功能材料能材料。 2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.4 2.1.4 制品（制品（2 2） 制品是指利用經(jīng)過初加工的，或者已制品是指利用經(jīng)過初加工的，或者已經(jīng)過深加工的礦物或巖石作為主要原材料，經(jīng)過深加工的礦物或巖石作為主要原材料，與其他原材料與其他原材料(包括其他無機或有機高分子包括其他無機或有機高分子材料材料)相結(jié)合，相結(jié)合，通過各種工藝手段制成各類通過各種工藝手段制成各類形態(tài)的結(jié)構(gòu)材料或功能材

12、料。形態(tài)的結(jié)構(gòu)材料或功能材料。例如：纖維例如：纖維/ /水泥制品、云母水泥制品、云母/ /環(huán)氧樹脂制品、石棉環(huán)氧樹脂制品、石棉/ /酚酚醛樹脂摩擦材料、石棉醛樹脂摩擦材料、石棉/ /橡膠密封材料等。橡膠密封材料等。 在某些條件下，非金屬礦在某些條件下，非金屬礦初加工產(chǎn)品初加工產(chǎn)品與深加工產(chǎn)品，或深加工產(chǎn)品與制品并不與深加工產(chǎn)品，或深加工產(chǎn)品與制品并不一定有嚴(yán)格的區(qū)別一定有嚴(yán)格的區(qū)別。例如：高碳石墨可看。例如：高碳石墨可看作是化學(xué)選礦的精礦，亦可看作是選礦精作是化學(xué)選礦的精礦，亦可看作是選礦精礦經(jīng)化學(xué)提純后的深加工產(chǎn)品礦經(jīng)化學(xué)提純后的深加工產(chǎn)品; ;而柔性石而柔性石墨及其制品，既可看作是高碳石墨

13、的深加墨及其制品，既可看作是高碳石墨的深加工產(chǎn)品，又可看作是一種新型密封材料。工產(chǎn)品，又可看作是一種新型密封材料。2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.4 2.1.4 制品（制品（3 3）材料加工及制備對比表材料加工及制備對比表 2.1 2.1 礦物材料制備概述礦物材料制備概述 2.1.4 2.1.4 制品（制品（4 4）材料層材料層次次加工工藝加工工藝按組構(gòu)分類按組構(gòu)分類特征特征原料原料初加工初加工單一礦物材料單一礦物材料工藝簡單、單組分，附加工藝簡單、單組分，附加值低值低中間產(chǎn)中間產(chǎn)品品深加工深加工單一礦物材料單一礦物材料工藝較復(fù)雜、單組分，附工藝較復(fù)雜、單組分，附加值

14、高加值高制品制品材料復(fù)合技材料復(fù)合技術(shù)術(shù)無機非金屬復(fù)合材無機非金屬復(fù)合材料料無機非金屬無機非金屬/聚合物聚合物復(fù)合材料復(fù)合材料混雜復(fù)合材料混雜復(fù)合材料工藝復(fù)雜、多組分、復(fù)合工藝復(fù)雜、多組分、復(fù)合化、多功能，附加值視具化、多功能，附加值視具體情況而定體情況而定2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（1 1）選礦選礦：利用：利用礦物的性質(zhì)礦物的性質(zhì)（如物理或物理化學(xué)性（如物理或物理化學(xué)性 質(zhì)）的質(zhì)）的差異差異，借助各種選礦設(shè)備將礦石，借助各種選礦設(shè)備將礦石 中的有用礦物與脈石礦物分離，并達(dá)到中的有用礦物與脈石礦物分離，并

15、達(dá)到 使有用礦物相對富集的過程。使有用礦物相對富集的過程。精礦精礦：選礦選出的：選礦選出的富集富集的有用礦物。的有用礦物。尾礦尾礦：棄之的無用產(chǎn)物稱為尾礦。：棄之的無用產(chǎn)物稱為尾礦。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（2 2） 礦石經(jīng)礦石經(jīng)初次選別初次選別后后 , 如如浮選、重選或磁選浮選、重選或磁選 , 將其中所含的部分脈石或圍巖選出將其中所含的部分脈石或圍巖選出 , 而得到了而得到了高于原礦品位的產(chǎn)物高于原礦品位的產(chǎn)物 , 稱為粗精礦稱為粗精礦, 一般還達(dá)一般還達(dá)不到精礦質(zhì)量的要求不到精礦質(zhì)量的要求 , 這一

16、工序稱為這一工序稱為粗選作業(yè)粗選作業(yè) , 將粗精礦進(jìn)行再選以得到合格的精礦將粗精礦進(jìn)行再選以得到合格的精礦 , 這工序這工序稱為稱為精選作業(yè)精選作業(yè)。有時需要將粗精礦經(jīng)過幾次精。有時需要將粗精礦經(jīng)過幾次精選才能得到合格精礦選才能得到合格精礦, 其作業(yè)依次稱為其作業(yè)依次稱為 一次精一次精選、二次精選、三次精選選、二次精選、三次精選。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（3 3）選礦基本方法選礦基本方法1 選礦選礦2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選

17、礦提純技術(shù)（4 4）（1）重選）重選重選就是根據(jù)重選就是根據(jù)礦粒間比重礦粒間比重的差異，在運動介的差異，在運動介質(zhì)中所受重力、流體動力和其他機械力的不質(zhì)中所受重力、流體動力和其他機械力的不同，從而實現(xiàn)按密度分選礦粒群的過程。同，從而實現(xiàn)按密度分選礦粒群的過程。粒粒度度和和形狀形狀亦影響按密度分選的精確性。亦影響按密度分選的精確性。各種重選過程的各種重選過程的共同特點共同特點是：是：（1 1）礦粒間必須存在）礦粒間必須存在密度（或粒度）密度（或粒度）的的差異差異； （2 2）分選過程在）分選過程在運動介質(zhì)運動介質(zhì)中進(jìn)行；中進(jìn)行； （3 3）在重力、流體動力以及其他機械力的綜合）在重力、流體動力以

18、及其他機械力的綜合 作用下，礦粒群松散并按密度（或粒度）作用下，礦粒群松散并按密度（或粒度）分層分層；（；（4 4）分好層的物料，在運動介質(zhì)的搬運下達(dá)到分好層的物料，在運動介質(zhì)的搬運下達(dá)到分離分離，并獲，并獲得不同最終產(chǎn)品。得不同最終產(chǎn)品。礦物種類礦物種類原理及適用范圍原理及適用范圍石棉石棉利用石棉纖維與脈石顆粒在介質(zhì)中的懸浮速度或沉降速度差利用石棉纖維與脈石顆粒在介質(zhì)中的懸浮速度或沉降速度差異而分離，適于粗選和精選異而分離，適于粗選和精選重晶石重晶石利用重晶石與伴生礦物密度差異進(jìn)行分選利用重晶石與伴生礦物密度差異進(jìn)行分選金剛石金剛石利用金剛石與脈石的密度差異進(jìn)行分選，多用于粗選利用金剛石與脈

19、石的密度差異進(jìn)行分選，多用于粗選（0.530mm），有時也用于精選），有時也用于精選高嶺土高嶺土利用粘土礦物和非粘土礦粒度組成不同，在重力或離心力場利用粘土礦物和非粘土礦粒度組成不同，在重力或離心力場中的運動速度不同，實現(xiàn)按粒度分級中的運動速度不同，實現(xiàn)按粒度分級菱鎂礦菱鎂礦由于菱鎂礦與伴生礦密度差異小，因此需經(jīng)煅燒以改變礦物由于菱鎂礦與伴生礦密度差異小，因此需經(jīng)煅燒以改變礦物密度，適合分選脈石礦物為蛇紋石、純橄欖巖的菱鎂礦密度，適合分選脈石礦物為蛇紋石、純橄欖巖的菱鎂礦云母云母礦石經(jīng)破碎，云母成片狀，而脈石如長石等成塊狀，預(yù)先將礦石經(jīng)破碎，云母成片狀，而脈石如長石等成塊狀，預(yù)先將其分成窄粒級

20、，根據(jù)其在氣流中懸浮速度差異，以專用分選其分成窄粒級，根據(jù)其在氣流中懸浮速度差異，以專用分選設(shè)備分選設(shè)備分選鉀鹽鉀鹽利用鹽類與石鹽及其他伴生礦密度的不同，在重介質(zhì)中分離利用鹽類與石鹽及其他伴生礦密度的不同，在重介質(zhì)中分離金紅石和金紅石和鈦鐵礦鈦鐵礦由于含鈦礦密度由于含鈦礦密度4g/cm3，因此用重選法將密度小的，因此用重選法將密度小的（3g/cm3）脈石去掉，常用于粗選）脈石去掉，常用于粗選適合于重選的礦物適合于重選的礦物2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（5 5） 磁選是利用各種礦物的磁選是利用各種礦物的磁性差

21、異磁性差異，在不均，在不均勻磁場中實現(xiàn)分選的一種選礦方法。勻磁場中實現(xiàn)分選的一種選礦方法。（2）磁選）磁選礦物種類礦物種類原理及適用范圍原理及適用范圍硅砂硅砂含鐵、鉻等磁性礦物，在外加磁場作用下與非磁性的含鐵、鉻等磁性礦物，在外加磁場作用下與非磁性的石英分離，用于玻璃砂中除去鐵、鉻等磁性礦物顆粒石英分離，用于玻璃砂中除去鐵、鉻等磁性礦物顆粒金紅石與金紅石與鈦鐵礦鈦鐵礦主要用于含鈦礦物的精選中，可采用弱磁場磁選機從主要用于含鈦礦物的精選中，可采用弱磁場磁選機從粗精礦中分選出磁鐵礦、鈦鐵礦等磁性產(chǎn)品。為了使粗精礦中分選出磁鐵礦、鈦鐵礦等磁性產(chǎn)品。為了使鈦鐵礦與其他非磁性礦物分離，可采用強磁選鈦鐵礦

22、與其他非磁性礦物分離，可采用強磁選高嶺土高嶺土高嶺土中非粘土礦物粒度細(xì)，多屬弱磁性礦物。采用高嶺土中非粘土礦物粒度細(xì)，多屬弱磁性礦物。采用聚磁介質(zhì)，使磁場強度和梯度大大提高，分離出聚磁介質(zhì)，使磁場強度和梯度大大提高，分離出Fe2O3和和TiO2等弱磁性雜質(zhì)等弱磁性雜質(zhì)硫礦硫礦適用于磁黃鐵礦，適用于磁黃鐵礦， 利用磁黃鐵礦磁性較好的特點，利用磁黃鐵礦磁性較好的特點，在外加磁場的作用下，與非磁性脈石礦物分離在外加磁場的作用下，與非磁性脈石礦物分離磷礦磷礦含鐵磁性礦物，在外加磁場的作用下與非磁性的脈石含鐵磁性礦物，在外加磁場的作用下與非磁性的脈石礦物分離，以回收含鐵磁性礦物礦物分離，以回收含鐵磁性礦

23、物長石長石鐵等磁性較強的礦物在外加磁場作用下與長石分離，鐵等磁性較強的礦物在外加磁場作用下與長石分離，以除去鐵等磁性礦物以除去鐵等磁性礦物適合于磁選的礦物適合于磁選的礦物2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（6 6） 即即泡沫浮選泡沫浮選，是依據(jù)各種礦物的，是依據(jù)各種礦物的表面性質(zhì)表面性質(zhì)的的差異差異，從礦漿中借助于，從礦漿中借助于氣泡氣泡的浮力，選分礦的浮力，選分礦物的過程。一定濃度的物的過程。一定濃度的礦漿礦漿并加入各種并加入各種浮選藥浮選藥劑劑，在浮選機里經(jīng)攪拌與充氣產(chǎn)生大量的，在浮選機里經(jīng)攪拌與充氣產(chǎn)生大量

24、的彌散彌散氣泡氣泡。于是，呈懸浮狀態(tài)的礦粒與氣泡碰撞。于是，呈懸浮狀態(tài)的礦粒與氣泡碰撞。一部分可浮性好的一部分可浮性好的礦粒附著在氣泡上礦粒附著在氣泡上，上浮至，上浮至礦液面形成泡沫產(chǎn)品，通常為礦液面形成泡沫產(chǎn)品，通常為精礦精礦；不浮礦物；不浮礦物留在礦漿內(nèi)，通常為留在礦漿內(nèi)，通常為尾礦尾礦，從而達(dá)到分選目的。，從而達(dá)到分選目的。各種礦物彼此能否分離，各種礦物彼此能否分離，看其是否能與氣泡實看其是否能與氣泡實現(xiàn)現(xiàn)選擇性附著選擇性附著及及附著后上浮至礦漿表面附著后上浮至礦漿表面。（3）浮選）浮選礦物種類礦物種類基本原理和適用范圍基本原理和適用范圍金剛石金剛石利用金剛石與脈石的表面疏水性差異進(jìn)行分

25、選利用金剛石與脈石的表面疏水性差異進(jìn)行分選長石長石利用長石與雜質(zhì)成分的表面疏水性差異，除去云母、鐵礦物利用長石與雜質(zhì)成分的表面疏水性差異，除去云母、鐵礦物和石英等和石英等螢石螢石對于石英螢石型、碳酸鹽螢石型和硫化礦螢石型等不對于石英螢石型、碳酸鹽螢石型和硫化礦螢石型等不同類型的螢石礦都采用浮選法同類型的螢石礦都采用浮選法石墨石墨精礦品位可達(dá)精礦品位可達(dá)90，鱗片石墨粗精礦需經(jīng)多次精選，土狀石，鱗片石墨粗精礦需經(jīng)多次精選，土狀石墨選礦工藝相對較簡單墨選礦工藝相對較簡單高嶺土高嶺土在浮選過程中，加入礦物載體如云解石等，利用捕收劑將極在浮選過程中，加入礦物載體如云解石等，利用捕收劑將極細(xì)的雜質(zhì)如銳鈦

26、礦等吸附到礦物載體上，然后浮到泡沫層實細(xì)的雜質(zhì)如銳鈦礦等吸附到礦物載體上，然后浮到泡沫層實行分離行分離石灰?guī)r石灰?guī)r利用云解石與脈石礦物表面性質(zhì)差異進(jìn)行分選，適用于除去利用云解石與脈石礦物表面性質(zhì)差異進(jìn)行分選，適用于除去石灰?guī)r礦石中的石英、云母類、氧化鐵、硫鐵礦等雜質(zhì)石灰?guī)r礦石中的石英、云母類、氧化鐵、硫鐵礦等雜質(zhì)滑石滑石根據(jù)滑石親油、脈石礦物親水的表面性質(zhì)差異進(jìn)行浮選分離，根據(jù)滑石親油、脈石礦物親水的表面性質(zhì)差異進(jìn)行浮選分離，通常片狀滑石只用起泡劑就能被浮起，纖維狀滑石需要添加通常片狀滑石只用起泡劑就能被浮起，纖維狀滑石需要添加胺類輔助劑胺類輔助劑適合于浮選的礦物適合于浮選的礦物2.2 2.2

27、 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（7 7）電選電選是利用礦物在高壓電場中電性的差異進(jìn)行分離是利用礦物在高壓電場中電性的差異進(jìn)行分離的一種選礦方法。礦物的電性包括導(dǎo)電率、介電常的一種選礦方法。礦物的電性包括導(dǎo)電率、介電常數(shù)及比導(dǎo)電度和整流性等。數(shù)及比導(dǎo)電度和整流性等。（4）電選）電選電選是電選是粗精礦精選實現(xiàn)礦產(chǎn)資源綜合回收粗精礦精選實現(xiàn)礦產(chǎn)資源綜合回收的重要手段之一。的重要手段之一。近年來在選別有色金屬和稀有金屬礦石，如錫礦石、鎢礦石、近年來在選別有色金屬和稀有金屬礦石，如錫礦石、鎢礦石、鋰礦石、鋯英石、金紅石、鈦鐵礦等；黑

28、色金屬礦石（鐵礦鋰礦石、鋯英石、金紅石、鈦鐵礦等；黑色金屬礦石（鐵礦石、錳礦石、鉻礦石）；非金屬礦石，如金剛石、石墨、石石、錳礦石、鉻礦石）；非金屬礦石，如金剛石、石墨、石棉、陶瓷原料、型砂、玻璃原料、磨料、煤、巖鹽、鉀等以棉、陶瓷原料、型砂、玻璃原料、磨料、煤、巖鹽、鉀等以及鈾礦石等都得到了采用。及鈾礦石等都得到了采用。特別是對于重選、磁選難于分離的白鎢礦與錫石、鉭鈮礦與石英、特別是對于重選、磁選難于分離的白鎢礦與錫石、鉭鈮礦與石英、煤與黃鐵礦、鐵礦石與脈石采用電選法處理可以有效分離煤與黃鐵礦、鐵礦石與脈石采用電選法處理可以有效分離。電選。電選也用于礦石或原料的分級和除塵。也用于礦石或原料的

29、分級和除塵。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)（礦物選礦提純技術(shù)（8 8）2 化學(xué)提純化學(xué)提純礦物化學(xué)提純的方法很多，如礦物化學(xué)提純的方法很多，如化學(xué)浸出、離子交換、離化學(xué)浸出、離子交換、離子浮選子浮選等。在非金屬礦的除雜提純過程中，應(yīng)用最多的等。在非金屬礦的除雜提純過程中，應(yīng)用最多的是利用化學(xué)試劑浸出工藝脫除礦物中的金屬雜質(zhì)成分。是利用化學(xué)試劑浸出工藝脫除礦物中的金屬雜質(zhì)成分。 濕法浸出濕法浸出是溶劑性地溶解礦物原料中某組分的工藝過程。是溶劑性地溶解礦物原料中某組分的工藝過程。礦物原料浸出的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇┦沟V物原料中的目的

30、組礦物原料浸出的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇┦沟V物原料中的目的組分選擇性的溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與雜質(zhì)組分分選擇性的溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與雜質(zhì)組分或脈石組分相分離的目的?；蛎}石組分相分離的目的。因此，浸出過程是一個目的組分的因此，浸出過程是一個目的組分的提取和分離的過程，進(jìn)入浸出作業(yè)的原料一般為難于用物理選提取和分離的過程，進(jìn)入浸出作業(yè)的原料一般為難于用物理選礦法處理的原礦，或物理選礦中的中礦、尾礦、粗精礦、貧礦、礦法處理的原礦，或物理選礦中的中礦、尾礦、粗精礦、貧礦、和冶金中間產(chǎn)品等。和冶金中間產(chǎn)品等。依據(jù)礦物原料的特性，礦物原料可預(yù)焙燒依據(jù)礦物原料的特性，礦物原料可預(yù)焙燒

31、而后浸出或直接進(jìn)行浸出而后浸出或直接進(jìn)行浸出，所以，對礦物原料的化學(xué)選礦而言，所以，對礦物原料的化學(xué)選礦而言，浸出作業(yè)具有較普遍的意義。浸出作業(yè)具有較普遍的意義?；瘜W(xué)浸出化學(xué)浸出2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)礦物選礦提純技術(shù)（9 9）（1）重晶石酸浸提純）重晶石酸浸提純舉例：舉例：重晶石在用作油漆及化工填料時，也要求具有較高的白重晶石在用作油漆及化工填料時，也要求具有較高的白度。天然產(chǎn)出的重晶石，由于含度。天然產(chǎn)出的重晶石，由于含鐵、錳、釩、鎳及碳質(zhì)鐵、錳、釩、鎳及碳質(zhì)等雜質(zhì)等雜質(zhì)而常呈淺灰、淡藍(lán)、黃、粉紅、褐等顏色。而常呈淺

32、灰、淡藍(lán)、黃、粉紅、褐等顏色。Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2OMnO + H2SO4 MnSO4+H2ONiO + H2SO4 NiSO4+H2O2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)礦物選礦提純技術(shù)（1010）（2）石墨提純）石墨提純 石墨浮選最終精礦品位通常為石墨浮選最終精礦品位通常為9090左右，有時可達(dá)左右，有時可達(dá)94949595。要進(jìn)一步用選礦的方法再提高其品位是。要進(jìn)一步用選礦的方法再提高其品位是比較困難的。這是因為部分硅酸鹽礦物和鉀、鈉、鈣、比較困難的。這是因為部分硅酸鹽礦物和鉀、鈉、鈣、鎂、

33、鋁等的化合物呈極細(xì)粒狀態(tài)浸染在石墨鱗片中，鎂、鋁等的化合物呈極細(xì)粒狀態(tài)浸染在石墨鱗片中，不易用再磨去單體解離它們，因此再選也不能得到高不易用再磨去單體解離它們，因此再選也不能得到高品位精礦。欲再提高石墨精礦品位須用其他方法提純，品位精礦。欲再提高石墨精礦品位須用其他方法提純，以除去石墨中的雜質(zhì)。以除去石墨中的雜質(zhì)。石墨的提純方法有石墨的提純方法有濕法化學(xué)提純濕法化學(xué)提純和和高溫提純高溫提純兩種。兩種。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.1 2.2.1 礦物選礦提純技術(shù)礦物選礦提純技術(shù)（1111）石墨石墨高溫提純法高溫提純法是利用石墨耐高溫，把它置于電爐是利用石墨耐

34、高溫，把它置于電爐中隔絕空氣加熱到中隔絕空氣加熱到2500時，其中的灰分揮發(fā)，而時，其中的灰分揮發(fā)，而石墨性質(zhì)不變，因而其純度大大提高。高溫提純法石墨性質(zhì)不變，因而其純度大大提高。高溫提純法最終產(chǎn)品品位可達(dá)最終產(chǎn)品品位可達(dá)99.9%以上。以上?；瘜W(xué)提純化學(xué)提純就是用堿或酸處理石墨精礦，使其雜質(zhì)溶解，就是用堿或酸處理石墨精礦，使其雜質(zhì)溶解，然后洗滌，除去雜質(zhì)?；瘜W(xué)提純最終產(chǎn)品含碳量可達(dá)然后洗滌，除去雜質(zhì)。化學(xué)提純最終產(chǎn)品含碳量可達(dá)99以上。化學(xué)提純方法很多，如氫氧化鈉法、氫氟以上?；瘜W(xué)提純方法很多，如氫氧化鈉法、氫氟酸法等，氫氟酸有劇毒和腐蝕性，應(yīng)用較少。酸法等，氫氟酸有劇毒和腐蝕性，應(yīng)用較少。

35、2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級（礦石的粉碎與分級（1 1）粉碎與分級粉碎與分級是以滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)κ且詽M足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ垠w粒徑大小粉體粒徑大小及粒徑分布及粒徑分布要求的加工技術(shù)。要求的加工技術(shù)。1 礦物的粉碎加工礦物的粉碎加工 用用機械機械的方法克服固體物料的方法克服固體物料內(nèi)部凝聚力內(nèi)部凝聚力而將其而將其分裂分裂的操作稱為的操作稱為粉碎粉碎。 粉碎作業(yè)詳細(xì)區(qū)分表（單位：粉碎作業(yè)詳細(xì)區(qū)分表（單位：mmmm）粉碎粉碎破碎破碎粗碎粗碎處理后物料粒徑大于處理后物料粒徑大于100中碎中碎處理后物料粒徑處理后物料粒徑30100細(xì)碎細(xì)碎處理后

36、物料粒徑處理后物料粒徑330粉磨（微粉碎）粉磨（微粉碎）粗磨粗磨處理后物料粒徑處理后物料粒徑0.13細(xì)磨細(xì)磨處理后物料粒徑處理后物料粒徑0.1超細(xì)磨超細(xì)磨處理后物料粒徑處理后物料粒徑0.020.04超微粉碎超微粉碎處理后物料粒徑處理后物料粒徑0.00010.022.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級（礦石的粉碎與分級（2 2） 礦物粉體會隨其粒徑減小而比表面積增加，均勻礦物粉體會隨其粒徑減小而比表面積增加，均勻性提高，從而改善物料的可塑性、結(jié)合性、料漿的懸性提高，從而改善物料的可塑性、結(jié)合性、料漿的懸浮性等工藝性能，提高物理化學(xué)反應(yīng)的

37、速度，另外有浮性等工藝性能，提高物理化學(xué)反應(yīng)的速度，另外有利于除雜利于除雜，因此粉碎在礦物材料加工中具有重要意義。，因此粉碎在礦物材料加工中具有重要意義。 擠壓擠壓是物料在兩個工作表面之間受到緩慢增長的壓力是物料在兩個工作表面之間受到緩慢增長的壓力作用而被粉碎，該法多用于破碎大塊的脆性堅硬物料；作用而被粉碎，該法多用于破碎大塊的脆性堅硬物料； 沖擊沖擊是物料在一瞬間受到外來沖擊力的作用而被粉碎，是物料在一瞬間受到外來沖擊力的作用而被粉碎，該法主要用于脆性物料的粉碎；該法主要用于脆性物料的粉碎； 研磨研磨是物料在兩個進(jìn)行相對滑動的工作表面或各種形是物料在兩個進(jìn)行相對滑動的工作表面或各種形狀的研磨

38、體之間受到摩擦作用而被粉碎，該法適用于物料狀的研磨體之間受到摩擦作用而被粉碎，該法適用于物料的粉磨。的粉磨。礦石粉碎的方法主要有礦石粉碎的方法主要有擠壓擠壓、沖擊沖擊和和研磨研磨三種。三種。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級（礦石的粉碎與分級（3 3） 常用的常用的破碎設(shè)備破碎設(shè)備有有顎式破碎機顎式破碎機、輥式輥式破碎機破碎機、錘式破碎機錘式破碎機和和反擊式破碎機反擊式破碎機； 常用的常用的粉磨設(shè)備粉磨設(shè)備有球磨機、棒磨機、有球磨機、棒磨機、振動磨機、攪拌磨機、塔式磨機、高速粉振動磨機、攪拌磨機、塔式磨機、高速粉碎機、膠體磨機、離

39、心磨機、擠壓磨機及碎機、膠體磨機、離心磨機、擠壓磨機及氣流粉碎機等。氣流粉碎機等。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級（礦石的粉碎與分級（4 4） 為了完成分級作業(yè)，把物料放在具有一定為了完成分級作業(yè)，把物料放在具有一定孔徑的孔徑的篩面篩面上進(jìn)行搖動或振動，使小于篩孔尺上進(jìn)行搖動或振動，使小于篩孔尺寸的物料顆粒通過篩孔，而大于篩孔尺寸的物寸的物料顆粒通過篩孔，而大于篩孔尺寸的物料顆粒留在篩面上，這種分級方法稱為料顆粒留在篩面上，這種分級方法稱為篩分篩分。2 篩分分級篩分分級 把固體物料按把固體物料按粒徑大小不同粒徑大小不同分為若干分

40、為若干級級別別的操作過程稱為的操作過程稱為分級分級。 通過篩孔的物料稱為通過篩孔的物料稱為篩下料篩下料，留在篩面，留在篩面上的物料稱為上的物料稱為篩上料篩上料，而進(jìn)入篩分過程的物，而進(jìn)入篩分過程的物料稱為篩分原料。料稱為篩分原料。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.2 2.2.2 礦石的粉碎與分級（礦石的粉碎與分級（5 5） 按篩分按篩分原料含水量原料含水量的不同，的不同，篩分篩分操作操作分為分為干法干法和和濕法濕法兩種。篩分含水量少、呈兩種。篩分含水量少、呈干燥狀態(tài)的物料稱為干法篩分（簡稱干干燥狀態(tài)的物料稱為干法篩分（簡稱干篩），篩分因含水量多而成為泥漿狀的物篩

41、），篩分因含水量多而成為泥漿狀的物料稱為濕法篩分（簡稱濕篩）。篩分機械料稱為濕法篩分（簡稱濕篩）。篩分機械種類很多，按其運動方式的不同分為搖動種類很多，按其運動方式的不同分為搖動篩、振動篩和旋轉(zhuǎn)篩等幾種。篩、振動篩和旋轉(zhuǎn)篩等幾種。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（1 1） 對礦物進(jìn)行對礦物進(jìn)行超微細(xì)化超微細(xì)化處理，不僅達(dá)到處理，不僅達(dá)到深深加工加工的目的，更是制備的目的，更是制備功能礦物材料功能礦物材料的重要的重要途徑，其價格比傳統(tǒng)礦物提高途徑，其價格比傳統(tǒng)礦物提高310倍倍。 實際應(yīng)用中，云母

42、、硅灰石、滑石、實際應(yīng)用中，云母、硅灰石、滑石、蒙脫石等非金屬礦經(jīng)超微細(xì)加工后可用于蒙脫石等非金屬礦經(jīng)超微細(xì)加工后可用于汽車材料、纖維、納米塑料等領(lǐng)域。汽車材料、纖維、納米塑料等領(lǐng)域。 2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（2 2）礦物顆粒加工深度及應(yīng)用范圍礦物顆粒加工深度及應(yīng)用范圍產(chǎn)物產(chǎn)物粒級粒級超細(xì)粉碎超細(xì)粉碎（10m）膠體材料膠體材料（1m）超微顆粒超微顆粒（0.1m）應(yīng)用應(yīng)用范圍范圍優(yōu)質(zhì)填料、涂料、優(yōu)質(zhì)填料、涂料、礦物顏料、填充料、礦物顏料、填充料、化工、陶瓷材料、化工、陶瓷材料、懸浮體材料

43、懸浮體材料催化劑、高催化劑、高性能涂料及性能涂料及顏料、礦物顏料、礦物膠黏材料、膠黏材料、精細(xì)陶瓷、精細(xì)陶瓷、活性材料活性材料精細(xì)陶瓷、精細(xì)陶瓷、磁性、電子、磁性、電子、光學(xué)材料、光學(xué)材料、催化劑、生催化劑、生物材料、傳物材料、傳感器材料感器材料2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（3 3） 當(dāng)?shù)V物粉體顆粒粒徑當(dāng)?shù)V物粉體顆粒粒徑超微化超微化時，其時，其特性特性要發(fā)生變化，如要發(fā)生變化，如熔點下降、蒸汽壓上升、燒熔點下降、蒸汽壓上升、燒結(jié)溫度降低、矯頑力增大、顏色變深、催化結(jié)溫度降低、矯頑力增大、顏色

44、變深、催化活性增強活性增強等，因此可以利用上述特性，強化等，因此可以利用上述特性，強化和加速生產(chǎn)過程的進(jìn)行，從而改善產(chǎn)品性能。和加速生產(chǎn)過程的進(jìn)行，從而改善產(chǎn)品性能。許多功能材料由于其顆粒的微細(xì)化使功能性許多功能材料由于其顆粒的微細(xì)化使功能性增強。增強。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（4 4）1 機械法機械法：球磨，振動磨，攪拌磨，膠體磨，球磨，振動磨，攪拌磨，膠體磨， 氣流粉碎機；氣流粉碎機；2 氣相法氣相法：PVD, CVD；PVD：用熱或機械沖擊等物理手段使固體原料變：用熱或機械沖擊等物

45、理手段使固體原料變?yōu)闅鈶B(tài)，在此過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而僅僅使為氣態(tài)，在此過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而僅僅使通過凝縮固化析出過程使物質(zhì)固化析出。通過凝縮固化析出過程使物質(zhì)固化析出。CVD：送入在常溫下穩(wěn)定的氣體原料，在凝縮區(qū)：送入在常溫下穩(wěn)定的氣體原料，在凝縮區(qū)氣相系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而析出新組成的固相。氣相系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而析出新組成的固相。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（5 5）3 液相法：液相法：反應(yīng)沉淀法，溶劑蒸發(fā)法，反應(yīng)沉淀法，溶劑蒸發(fā)法， 醇鹽水解法，溶膠凝膠法；醇鹽水解法，溶膠凝膠

46、法；反應(yīng)沉淀法反應(yīng)沉淀法：沉淀法是液相化學(xué)反應(yīng)合成金屬氧：沉淀法是液相化學(xué)反應(yīng)合成金屬氧化物超細(xì)顆粒最普通的方法，是指利用各種在水化物超細(xì)顆粒最普通的方法，是指利用各種在水中溶解的物質(zhì)，經(jīng)反應(yīng)生成不溶性的中溶解的物質(zhì)，經(jīng)反應(yīng)生成不溶性的氫氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽等碳酸鹽、硫酸鹽等，再將沉淀物，再將沉淀物加熱分解加熱分解，得到，得到所需最終化合物產(chǎn)品。所需最終化合物產(chǎn)品。溶劑蒸發(fā)法溶劑蒸發(fā)法：不需加沉淀劑，為了保持溶劑蒸發(fā)：不需加沉淀劑，為了保持溶劑蒸發(fā)過程中液體的均勻性，必須使溶液分散成小滴以過程中液體的均勻性，必須使溶液分散成小滴以使成分偏析的體積最小，因此常用使成分偏析的體積最小，

47、因此常用噴霧法噴霧法；2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（6 6）醇鹽水解法醇鹽水解法：是一種新的合成超細(xì)顆粒的方法，不：是一種新的合成超細(xì)顆粒的方法，不需要添加堿就能進(jìn)行加水分解，也沒有有害陰離子需要添加堿就能進(jìn)行加水分解，也沒有有害陰離子和堿金屬離子。和堿金屬離子。其突出優(yōu)點是反應(yīng)條件溫和、操作其突出優(yōu)點是反應(yīng)條件溫和、操作簡單，作為高純度顆粒原料的制備，這是一種最為簡單，作為高純度顆粒原料的制備，這是一種最為理想的方法，成本高是這一方法的缺點；理想的方法，成本高是這一方法的缺點；醇鹽水解醇鹽

48、水解法制備超細(xì)顆粒工藝由兩部分組成，即加水分解沉法制備超細(xì)顆粒工藝由兩部分組成，即加水分解沉淀和溶膠凝膠；淀和溶膠凝膠；溶膠凝膠法溶膠凝膠法：借助于膠體分散的制粉方法，：借助于膠體分散的制粉方法，指金屬指金屬有機或無機化合物經(jīng)過溶液溶膠凝膠而固化，有機或無機化合物經(jīng)過溶液溶膠凝膠而固化，再經(jīng)熱處理而成氧化物或其他化合物的方法。再經(jīng)熱處理而成氧化物或其他化合物的方法。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.3 2.2.3 礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（礦物超細(xì)粉體材料制備技術(shù)（7 7）4 固相法：固相法：機械合金化，固相反應(yīng)法；機械合金化，固相反應(yīng)法；機械合金化機械合金化：

49、機械合金化高能球磨技術(shù)始于：機械合金化高能球磨技術(shù)始于20世紀(jì)世紀(jì)60年代后年代后期，最初用來制備氧化物彌散強化合金。期，最初用來制備氧化物彌散強化合金。 其其原理是：原理是：利用高能球磨的方法，使大粒金屬分散為納米粒子，利用高能球磨的方法，使大粒金屬分散為納米粒子，或兩種大塊金屬在分散的同時又化合為合金，形成合金納米?；騼煞N大塊金屬在分散的同時又化合為合金，形成合金納米粒子子。操作簡單，成本較低，但易引進(jìn)雜質(zhì)，降低產(chǎn)品純度，顆。操作簡單，成本較低，但易引進(jìn)雜質(zhì)，降低產(chǎn)品純度，顆粒分布也不均勻；粒分布也不均勻；固相反應(yīng)法固相反應(yīng)法：將金屬鹽或金屬氧化物按一定比例充分混合，研磨將金屬鹽或金屬氧化

50、物按一定比例充分混合，研磨后進(jìn)行煅燒，通過發(fā)生固相反應(yīng)直接制得超細(xì)粉，或再次粉碎得后進(jìn)行煅燒，通過發(fā)生固相反應(yīng)直接制得超細(xì)粉，或再次粉碎得到超細(xì)粉到超細(xì)粉。 例如，現(xiàn)在常用的例如，現(xiàn)在常用的鈦酸鋇超微粉體鈦酸鋇超微粉體就是將二氧化鈦和碳酸鋇等摩就是將二氧化鈦和碳酸鋇等摩爾混合后煅燒，使之發(fā)生固相反應(yīng)合成鈦酸鋇后，再進(jìn)行粉碎制爾混合后煅燒，使之發(fā)生固相反應(yīng)合成鈦酸鋇后，再進(jìn)行粉碎制得得。還有眾多的得得。還有眾多的草酸鹽、碳酸鹽草酸鹽、碳酸鹽都可通過熱分解反應(yīng)再研磨得都可通過熱分解反應(yīng)再研磨得到氧化物超微粉。到氧化物超微粉。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.

51、2.4 礦物礦物表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)（1 1） 非金屬礦物的非金屬礦物的改性改性，是工業(yè)礦物或巖石材，是工業(yè)礦物或巖石材料料深加工深加工的重要方法，經(jīng)改性后的產(chǎn)品已不再的重要方法，經(jīng)改性后的產(chǎn)品已不再是一種原料，而是是一種原料，而是具有特定功能，可供直接利具有特定功能，可供直接利用的一種材料用的一種材料。改性產(chǎn)品在依然保持原料礦物。改性產(chǎn)品在依然保持原料礦物的單一材料性和固體分散相特征的同時，其礦的單一材料性和固體分散相特征的同時，其礦物基本構(gòu)造與化學(xué)成分一般不發(fā)生本質(zhì)的改變，物基本構(gòu)造與化學(xué)成分一般不發(fā)生本質(zhì)的改變，但在其被利用的主要技術(shù)物理與界面性能上則但在其被利用的主要技術(shù)物理與界面

52、性能上則有一個質(zhì)的飛躍，也經(jīng)常會伴隨著發(fā)生物理形有一個質(zhì)的飛躍，也經(jīng)常會伴隨著發(fā)生物理形態(tài)或晶層結(jié)構(gòu)等方面的變異。態(tài)或晶層結(jié)構(gòu)等方面的變異。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物礦物表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)（2 2） 礦物的改性可以根據(jù)其應(yīng)用的需要，選擇礦物的改性可以根據(jù)其應(yīng)用的需要，選擇相應(yīng)的相應(yīng)的物理或化學(xué)方法物理或化學(xué)方法，有目的地改變礦物的，有目的地改變礦物的應(yīng)用性能，以提高產(chǎn)品的使用價值，同時開發(fā)應(yīng)用性能，以提高產(chǎn)品的使用價值，同時開發(fā)出新的應(yīng)用和研究領(lǐng)域。出新的應(yīng)用和研究領(lǐng)域。 礦物的改性即是通過礦物的改性即是通過改變礦物的界面性質(zhì)（

53、吸附改變礦物的界面性質(zhì)（吸附性、親水性、親油性等），改變礦物的物理結(jié)構(gòu)性、親水性、親油性等），改變礦物的物理結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（孔隙率、膨脹性等），改變礦物的離子和性質(zhì)（孔隙率、膨脹性等），改變礦物的離子交換種類以及其他各種物理化學(xué)性能，以改變礦交換種類以及其他各種物理化學(xué)性能，以改變礦物的應(yīng)用性能。物的應(yīng)用性能。工業(yè)礦物的種類繁多，對其應(yīng)用工業(yè)礦物的種類繁多，對其應(yīng)用性質(zhì)的要求也有很大差異，因此對其進(jìn)行改性加性質(zhì)的要求也有很大差異，因此對其進(jìn)行改性加工的方法和技術(shù)也是多種多樣。工的方法和技術(shù)也是多種多樣。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物礦物表面改

54、性技術(shù)表面改性技術(shù)（3 3） 即利用各種化學(xué)試劑或某些材料，即利用各種化學(xué)試劑或某些材料，通過物理、物通過物理、物化或化學(xué)作用化或化學(xué)作用，使礦物，使礦物表面特征表面特征發(fā)生變化，從而發(fā)生變化，從而賦予礦物新的機能。表面改性是填料由一般增量賦予礦物新的機能。表面改性是填料由一般增量填料變?yōu)楣δ苄蕴盍纤仨毜募庸な侄沃?。填料變?yōu)楣δ苄蕴盍纤仨毜募庸な侄沃?。? 1）包裹處理改性（也稱涂敷）：）包裹處理改性（也稱涂敷）：利用有機高聚物利用有機高聚物或樹脂等對粉體表面進(jìn)行或樹脂等對粉體表面進(jìn)行“包裹包裹”以達(dá)到改善粉體表以達(dá)到改善粉體表面性能的方法。面性能的方法。（2 2）沉淀反應(yīng)改性：）沉淀

55、反應(yīng)改性：利用化學(xué)沉淀反應(yīng)將生成物沉利用化學(xué)沉淀反應(yīng)將生成物沉積在顆粒表面形成一層或多層積在顆粒表面形成一層或多層“改性層改性層”的方法；物的方法；物料表面涂覆料表面涂覆TiO2，ZrO2等氧化物的工藝就是通過沉等氧化物的工藝就是通過沉淀反應(yīng)實現(xiàn)的。其中最典型的就是云母鈦珠光顏料和淀反應(yīng)實現(xiàn)的。其中最典型的就是云母鈦珠光顏料和鈦白的代用品鈦白的代用品各類礦物復(fù)合鈦白的加工合成。各類礦物復(fù)合鈦白的加工合成。1 表面處理改性表面處理改性2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物礦物表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)（4 4）（3 3）表面化學(xué)包覆：）表面化學(xué)包覆：

56、利用利用表面化學(xué)方法表面化學(xué)方法，如有機，如有機物分子中的官能團在物料粒子（填料或顆粒）表面物分子中的官能團在物料粒子（填料或顆粒）表面的吸附或化學(xué)反應(yīng)對顆粒表面進(jìn)行局部包覆，使顆的吸附或化學(xué)反應(yīng)對顆粒表面進(jìn)行局部包覆，使顆粒表面有機化而達(dá)到表面改性的方法；粒表面有機化而達(dá)到表面改性的方法；這種方法還包括利用這種方法還包括利用游離基反應(yīng)、螯合反應(yīng)、溶膠游離基反應(yīng)、螯合反應(yīng)、溶膠吸附以及偶聯(lián)劑處理等進(jìn)行表面改性；吸附以及偶聯(lián)劑處理等進(jìn)行表面改性；表面化學(xué)改性是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的改性方法。表面化學(xué)改性是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的改性方法。主要用來加工生產(chǎn)在橡膠和塑料中使用的以補強作用主要用來加工生

57、產(chǎn)在橡膠和塑料中使用的以補強作用為目的的礦物填料。常用的改性劑主要有偶聯(lián)劑、高為目的的礦物填料。常用的改性劑主要有偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及其鹽、不飽和有機酸和有機硅等。偶聯(lián)劑級脂肪酸及其鹽、不飽和有機酸和有機硅等。偶聯(lián)劑是最常用的表面改性劑，按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分為硅烷類、是最常用的表面改性劑，按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分為硅烷類、鈦酸酯類、鋯類和有機絡(luò)合物等類型。鈦酸酯類、鋯類和有機絡(luò)合物等類型。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物礦物表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)（5 5）（4 4）機械化學(xué)改性：）機械化學(xué)改性：利用超細(xì)粉碎及其他強烈利用超細(xì)粉碎及其他強烈機械力作用有目的

58、地對物料表面進(jìn)行激活，在機械力作用有目的地對物料表面進(jìn)行激活，在一定程度上改變粒子表面的晶體結(jié)構(gòu)、溶解性一定程度上改變粒子表面的晶體結(jié)構(gòu)、溶解性能、化學(xué)吸附和反應(yīng)活性等。能、化學(xué)吸附和反應(yīng)活性等。（5 5）膠囊化改性：）膠囊化改性：在顆粒表面覆蓋均質(zhì)且有一定在顆粒表面覆蓋均質(zhì)且有一定厚度薄膜的一種表面化學(xué)改性方法。厚度薄膜的一種表面化學(xué)改性方法。（6 6）接枝改性：）接枝改性：是在一定的外部激發(fā)條件下，將是在一定的外部激發(fā)條件下，將單體烯烴或聚烯烴引入到礦物表面的改性過程，由單體烯烴或聚烯烴引入到礦物表面的改性過程，由于烯烴、聚烯烴與樹脂等有機高分子基體性質(zhì)接近，于烯烴、聚烯烴與樹脂等有機高分

59、子基體性質(zhì)接近，所以增強了礦物填料與基體之間的結(jié)合。所以增強了礦物填料與基體之間的結(jié)合。2.2 2.2 礦物材料制備工藝技術(shù)礦物材料制備工藝技術(shù) 2.2.4 2.2.4 礦物礦物表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)（6 6） 即選擇即選擇利用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理方法利用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理方法來來改變目的礦物改變目的礦物的物理與物理化學(xué)性能的物理與物理化學(xué)性能的工藝方法?；瘜W(xué)改性處理的的工藝方法?；瘜W(xué)改性處理的礦物，從目前來看主要是指對礦物，從目前來看主要是指對具有陽離子交換能力的具有陽離子交換能力的礦物，以及礦物晶體間（晶層）或內(nèi)部結(jié)晶中可被浸礦物，以及礦物晶體間（晶層）或內(nèi)部結(jié)晶中可被浸出而能改變（增加）比表面積

60、與吸附功能出而能改變（增加）比表面積與吸附功能的一類礦物。的一類礦物。因此，化學(xué)改性主要是使礦物產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)孔隙或因此，化學(xué)改性主要是使礦物產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)孔隙或比表面積，從而提高其吸附性與選擇性吸附（分子篩）比表面積，從而提高其吸附性與選擇性吸附（分子篩）及離子交換能力，形成一類活性礦物。及離子交換能力，形成一類活性礦物。 2 濕法化學(xué)改性濕法化學(xué)改性例如例如，酸處理石墨可形成石墨酸類層間化合物，鉀鹽、，酸處理石墨可形成石墨酸類層間化合物，鉀鹽、銨鹽、鈉鹽或其他藥劑可使蒙脫石層間產(chǎn)生離子交換，銨鹽、鈉鹽或其他藥劑可使蒙脫石層間產(chǎn)生離子交換，并促使其化學(xué)膨脹。并促使其化學(xué)膨脹。2.2 2.2