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)。

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(xiāo)售收入超億元的骨干企業(yè)，打造15~20個(gè)銷(xiāo)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(xiāo)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(mǎn)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
	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
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
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

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(mǎn)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。