中國(guó)粉體網(wǎng)訊 礦產(chǎn)資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),，我國(guó)90%以上的能源,、80%以上的工業(yè)原料和 70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都來(lái)自于礦產(chǎn)資源。非金屬礦產(chǎn)是指能源礦產(chǎn),、金屬礦產(chǎn)以外,，自然產(chǎn)出的可供提取有用非金屬元素、化合物或能直接利用其工藝技術(shù)性能的礦物和巖石,。
我國(guó)非金屬礦產(chǎn)資源豐富,，已探明礦產(chǎn)93種，年采礦量超過(guò)100億噸,。礦種多,、應(yīng)用領(lǐng)域廣,、技術(shù)指標(biāo)要求復(fù)雜是非金屬礦物加工的主要特點(diǎn)之一。由于這一特點(diǎn),，非金屬礦的加工工藝也是千差萬(wàn)別的,。而表面改性是其重要的加工技術(shù)之一。
一,、非金屬礦物粉體表面改性緊迫性
1.需求預(yù)測(cè)
新常態(tài)下,，我國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)非金屬礦產(chǎn)品的需求量將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品的品種和質(zhì)量會(huì)提出更高的要求,。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)高性能產(chǎn)品的需求將保持增長(zhǎng),；高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將成為非金屬礦產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)；節(jié)能,、環(huán)保,、生態(tài)建設(shè)、農(nóng)業(yè),、新興產(chǎn)業(yè)等將成為部分產(chǎn)品的重要市場(chǎng),。
礦產(chǎn)名稱 | 2015年表觀消費(fèi)量 | 2020年表觀消費(fèi)量 | 年均增長(zhǎng)率（%） |
石墨 其中：晶質(zhì)石墨
微晶石墨 | 110 65 45 | 165 85 80 | 8.45 5.51 12.20 |
長(zhǎng)石 | 2300 | 2800 | 4.01 |
石 膏 | 4700 | 5000 | 1.25 |
滑 石 | 220 | 260 | 3.40 |
溫石棉 | 25 | 30 | 3.71 |
高嶺土 | 380 | 400 | 1.03 |
硅灰石 | 55 | 100 | 12.70 |
膨潤(rùn)土 | 500 | 600 | 3.71 |
40 | 60 | 8.45 | |
螢 石 | 410 | 450 | 1.88 |
菱鎂礦 | 1400 | 1600 | 2.71 |
重晶石 | 500 | 650 | 5.39 |
硅質(zhì)原料 | 3500 | 3000 | -3.04 |
2. 非金屬礦產(chǎn)業(yè)政策
2016年國(guó)家出臺(tái)的一系列非礦相關(guān)政策表明：未來(lái)將以提質(zhì)、增效,、升級(jí)為發(fā)展主線,，走融合發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展,、綠色發(fā)展道路,，以發(fā)展非金屬礦材料及制品業(yè)為重點(diǎn)，增加產(chǎn)品功能附加值,，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),。
“十三五”非金屬礦工業(yè)預(yù)期發(fā)展目標(biāo)
發(fā)展方向 | 具體預(yù)期發(fā)展目標(biāo) |
產(chǎn)業(yè)規(guī)模 | 培育一批銷售收入超億元的骨干企業(yè)，打造15~20個(gè)銷售收入5~10億元的綜合性龍頭企業(yè),，建成5~10個(gè)年產(chǎn)值超過(guò)50億元以上的資源特色產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地,。 |
創(chuàng)新能力 | 研發(fā)投入不斷增加，骨干企業(yè)研發(fā)投入占銷售收入比重達(dá)到3%,。建成一批工程技術(shù)公共服務(wù)平臺(tái),。 |
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) | 淘汰落后產(chǎn)能，關(guān)閉一批技術(shù)落后,、污染環(huán)境,、無(wú)序開(kāi)采和加工企業(yè)，提高產(chǎn)業(yè)集中度,，重點(diǎn)礦種大中型企業(yè)產(chǎn)能所占比重達(dá)到40%以上,。 |
產(chǎn)品結(jié)構(gòu) | 開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域,，發(fā)展深加工及非金屬礦物功能材料,，中高端產(chǎn)品產(chǎn)值所占比重達(dá)到60%,。 |
“三率”指標(biāo) | 重要非金屬礦產(chǎn)的開(kāi)采回采率和選礦回收率提高1~2個(gè)百分點(diǎn)，部分礦種廢石和尾礦綜合利用率達(dá)到30%,。 |
二,、非金屬礦物粉體表面改性現(xiàn)狀分析
粉體表面改性是指用物理、化學(xué),、機(jī)械等方法對(duì)粉體材料表面或界面進(jìn)行處理,，有目的地改變粉體材料表面的化學(xué)性質(zhì)，以滿足現(xiàn)代新材料,、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需要,。它是集粉體加工、材料加工,、材料性能,、化工、機(jī)械等于一體的新技術(shù),。目前非金屬礦物粉體表面改性采用的主要方法是表面化學(xué)包覆,、沉淀反應(yīng)包膜、插層改性等,。
非金屬礦物粉體表面改性常用的表面改性劑及改性設(shè)備
方法 | 工藝 | 表面改性劑 | 表面改性設(shè)備 | 應(yīng)用的非金屬礦物 |
表面化學(xué)包覆 | 干法 | 硅烷,、鈦酸酯、鋁酸酯 ,、鋯鋁酸鹽等偶聯(lián)劑,；表面活性劑；有機(jī)硅,；不飽和有機(jī)酸及有機(jī)低聚物等
| SLG型連續(xù)粉體表面改性機(jī),、高速加熱攪拌機(jī)、臥式漿葉混合機(jī),、渦流磨 ,、流化床等
| 重質(zhì)和輕質(zhì)碳酸鈣,、滑石,、高嶺土、伊利石 ,、云母 ,、硅灰石 、氫氧化鋁,、氫氧化鎂,、石英粉、長(zhǎng)石粉等
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濕法 | 硅烷,、鋯鋁酸鹽 ,、經(jīng)過(guò)處 理的部分鈦酸酯和鋁酸酯偶 聯(lián)劑,；水溶性表面活性劑及高分子、乳化后的硅油等
| 加熱攪拌反應(yīng)罐或攪拌筒,、反應(yīng)釜等
| 輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣,、高嶺土 、云母,、二氧化硅,、氫氧化鎂、氫氧化鋁,、二氧化鈦,、重晶石、電氣石等
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沉淀反應(yīng)包膜 | 濕法 | 鈦鹽,、鋁鹽,、硅酸鈉 、鐵 鹽 ,、鉻鹽 ,、鈷鹽 、鋅 鹽 ,、鋯鹽等
| 加熱攪拌反應(yīng)罐,、反應(yīng)釜、洗滌脫水及干燥機(jī),、焙燒窯爐等
| 云母,、二氧化鈦、石墨,、高嶺土,、電氣石、氫氧化鎂等
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插層改性 | - | 季銨鹽,、高聚物單體 ,、堿 或堿土金屬、無(wú)機(jī)酸及其鹽,、稀土氧化物等
| 反應(yīng)器,、洗滌脫水及干燥機(jī)等
| 膨潤(rùn)土及其他粘土礦物、石墨,、蛭石等
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當(dāng)前,，國(guó)內(nèi)非金屬礦物粉體表面改性技術(shù)存在的主要問(wèn)題是針對(duì)特定用途的非金屬礦物表面改性工藝和配方技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用的需要。如在工程塑料中應(yīng)用的針狀硅灰石,、滑石,、云母等；在再生紙脫墨中應(yīng)用的滑石粉,；在橡膠輪胎中應(yīng)用的石墨,；在丁基橡膠和催化劑中應(yīng)用的煅燒高嶺土,；在涂料和涂層材料中應(yīng)用的膨潤(rùn)土、高嶺土,、鐵紅,、珠光云母和著色云母；在化妝品中應(yīng)用的云母和滑石等,。
目前的狀況是雖然國(guó)內(nèi)大量出口滑石,、云母、石墨和硅灰石等非金屬礦物粉體產(chǎn)品,，但同時(shí)以高于出口價(jià)幾倍甚至于幾十倍的價(jià)格進(jìn)口相應(yīng)的表面改性產(chǎn)品,。此外，表面改性設(shè)備程度不同地存在一些影響產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的問(wèn)題,，特別是間歇式操作的干法表面改性設(shè)備,。
小結(jié)
非金屬礦物或非金屬礦物材料是現(xiàn)代高溫、高壓,、高速工業(yè)的基礎(chǔ)原材料,，也是支撐現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原輔材料和多功能環(huán)保材料。因此,，非金屬礦或非金屬礦物材料工業(yè)是現(xiàn)代社會(huì)的朝陽(yáng)工業(yè)之一,。
粉體表面和界面改性技術(shù)將成為非金屬礦物粉體加工技術(shù)最主要的發(fā)展方向之一。非金屬礦物粉體的許多功能取決于表面或界面性質(zhì),。如吸附,、催化、電性,、光性,、流變、分散及與材料中其他組分的相容性等,。礦物的表面性質(zhì)既與礦物的組成,、化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)有關(guān),也與加工技術(shù)有關(guān)。
未來(lái)非金屬礦加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將是交叉,、融合礦物學(xué),、礦物加工、化工,、材料,、機(jī)械,、電子,、信息以及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域不同學(xué)科、通過(guò)采用超細(xì)粉碎,、精細(xì)分級(jí),、提純,、改性、改型,、復(fù)合等深加工或精細(xì)加工技術(shù),，發(fā)掘和提升非金屬礦產(chǎn)品的功能和應(yīng)用性能。
