浅析非金属矿物加工技术2

浅析非金属矿物粉体加工技术学生专业：矿物加工学生班级：1101学生学号：06学生姓名：李红珍【摘要】：非金属矿物粉体是现代新材料的重要组成部分之一,在现代产业发展中起重要作用。近20年来,我国非金属矿物粉体的加工技术有了显著进步。非金属矿物粉体工业已形成相当的规模,各类非金属矿物粉体的年总产量达上亿吨,已经在高技术新材料产业以及造纸、塑料、橡胶、涂料、建材、冶金、轻工、化工等传统产业及环保产业得到广泛应用。未来非金属矿物粉体加工技术的发展趋势是以市场为导向,以提升非金属矿物材料的功能或应用性能为目的,发展新方法、新工艺和新设备。【关键字】：非金属矿物粉体加工技术现状发展趋势1非金属矿物加工技术的现状及发展非金属矿物是与人类生产、生活密切相关的矿产资源之一，是人类利用最早的地球矿产资源。对人类文明的发展做出了重大贡献。在非金属矿的加工利用工艺技术发展中，最初是通过手工作业从天然矿石获得所需矿物，并没有形成一门工业技术，这种现象一直延伸到19世纪初期。随着全球工业的快速发展，对矿物原料需求大幅增加，加之18世纪产业革命发展的基础和巨大推动，非金属矿的加工技术真正从手工作业向现代工业技术转变，出现了选矿工艺和球磨、分级等相关加工机械设备，非金属矿的加工利用技术逐步形成了完整的学科和工艺技术体系。非金属矿包括的范围很广，品类繁多，而且具有多种独特有意的性能，用途十分广泛，广泛应用于化工，轻工，是有，机械，建材，农业，国际，航空航天，电子，通讯以及农业等。等部门，非金属矿产已深入到国民经济建设和人类生存的各个领域中，随着社会的进步和科技的发展，我国非金属矿科技研发，产品研发与应用取得了长足的进步与发展非金属矿工业在国民经济发展和人类生存中的作用也越来越重要，对非金属的需求量越来越大，而且投资规模越来越大。但是总体上还是表现出，其发展满足不了行业现状的现象。2我国非金属矿物粉体加工技术现状在非金属矿物的加工中广泛应用粉体加工技术,如粉碎、分级、提纯、改性、固液分离、锻烧、造粒、包装等。矿种多、应用领域广、技术指标要求复杂是非金属矿物加工的主要特点之一。由于这一特点,非金属矿的加工工艺也是千差万别的。有些非金属矿可以直接粉碎加工成商品,如方解石有些必须要进行提纯,如石墨有些应用领域只需对非金属矿进行简单的粉碎加工,如饲料用的石灰石粉,铸造用的膨润土以及普通的非金属矿物填料有些应用领域则要求进行较深度的加工,如微电子工业应用的胶体石墨、高纯石英,造纸工业用的高岭土、重质碳酸钙颜料,涂料工业用的有机膨润土,纳米复合材料用的蒙脱石,新型导电材料用的石墨层间化合物。2.1选矿提纯由于非金属矿物成矿的特点及应用的特点,工业上大多数非金属矿物,如石灰石、方解石、大理石、白云石、石膏、重晶石、滑石、叶蜡石、绿泥石、膨润土、伊利石、硅灰石、煤系硬质高岭岩、玻璃原料石英岩等只进行简单的拣选和分类进行粉碎、分级、改性活化和深加工。目前工业上进行选矿提纯的非金属矿主要有石棉、石墨、软质高岭土、硅藻土、高纯石英、云母、石榴子石、蓝晶石、夕线石、蛙石、菱镁矿、长石、金红石、错英砂以及萤石、磷灰石、钾盐等。石棉主要采用风选和筛分分级石墨天然可浮性好,主要采用浮选,对要求固定碳含量达到95以上的高纯石墨采用化学选矿强酸、碱处理和高温锻烧软质高岭土主要采用重选水力旋流器和离心分级除砂,强磁或高梯度磁选机及化学漂白还原和氧化漂白除铁增白硅藻土主要采用擦洗分散、分级除晶质二氧化硅、选择性沉降分离粘土高纯石英主要采用酸浸和纯水洗涤云母则主要根据进行人工或机械拣选及摩擦选矿以及风选和重选除砂石榴子石主要采用摇床分选夕线石和蓝晶石则在去除矿泥的基础上主要采用浮选长石主要采用磁选,与石英分离时,主要采用浮选蛙石主要利用其膨胀后与脉石矿物的密度差采用简单的风选和水选菱镁矿主要采用热选,即控温锻烧后进行分选金红石和错英砂主要采用电选、磁选和重选综合力场选矿工艺萤石主要采用浮选磷矿的选矿工艺比较复杂,依原矿性质不同有浮选、重选、焙烧等方法。2.2粉碎分级目前,非金属矿物粉体的粉碎加工根据产品的粒度大小大体分为:破碎(产物粒度35-1mm)、磨矿或磨粉(产物粒度1000-10μm)及超细粉碎或超细磨(产物粒度10-0.1μm)3个层次。每一层次还可以细分为几个不同的作业段,如破碎可以分为粗破碎、细破碎磨矿可以分为粗磨(20-200)目和细磨(≥325)目。各个不同粉碎和分级层次所应用的主要设备列于表2。近年来,我国非金属矿物粉体的加工设备发展较快,超细粉碎和精细分级设备的制造厂商已超过70家,能生产气流磨、机械冲击式磨机、搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机、连续式行星球磨机、塔式磨、旋磨机、分级自磨机、高压射流粉碎机等各种超细粉碎和各种干式和湿式精细分级设备。2.3表面改性在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料或高聚物基复合材料中应用的非金属矿物填料、油漆涂料、涂层材料等中应用的非金属矿物填料和颜料、吸附催化非金属矿物材料还要进行表面处理或表面改性,以提高其应用性能。表面改性的方法主要是表面化学包覆、沉淀反应包膜、插层改性等采用的表面改性剂包括有机物和无机物二大类,改性工艺包括干法和湿法改性设备主要有连续式的粉体表面改性机、间歇式的加热搅拌机、涡流磨、搅拌反应罐和反应釜等。表3所示为目前非金属矿物粉体表面改性常用的改性剂及改性设备。2.4其他非金属矿物粉体的加工还包括脱水过滤和干燥、锻烧、造粒及包装。目前工业上应用的过滤设备主要有压滤机、离心机、真空过滤机等干燥设备主要有喷雾干燥机、圆筒干燥机、闪蒸干燥机、多功能干燥机、流化床干燥机、隧道式干燥机等。针对超细粉体干燥过程粉料团聚问题的集干燥与解聚于一体的干燥技术与设备,如多功能强力干燥机、闪蒸干燥机等也已在超细重质碳酸钙、超细高岭土、超细水镁石等的加工中成功地得到应用,压滤脱水设备和卧式螺旋离心脱水设备已广泛用于超细高岭土、膨润土、凹凸棒土等粘土矿物的加工,国产喷雾、挤压等造粒设备及颗粒整形设备也已在工业上应用。此外,近几年针对非金属矿物超细粉体的包装设备有了较快发展,我国已能制造自动计量和气固分离、连续包装的真空包装机和其他自动化连续包装设备。此外,用于煤系高岭土缎烧的隔焰式回转窑,近三年也已开发成功并在新建厂中得到应用现在,我国除了可以制造燃油和燃气隔焰式回转窑外,还能制造具有自主知识产权的电加热回转窑,基本上解决了煤系锻烧高岭土关键设备的国产化问题。但是,我国当前非金属矿物加工技术还存在一些不足,主要问题是生产线规模较小（大型设备较少）、自动控制和调节水平低、产品质量不稳定、单位产品能耗和磨耗高以及环境污染等装备制造商虽然很多,但大多规模较小,工艺配套技术较差,还没有出现能够参与国际竞争的集设备制造、工艺设计、工程建设于一身的大型企业此外,有些方面,如石灰,现代化的锻烧窑炉所占比例很少,大多数是能耗高、质量不稳定（欠烧或过烧）的土窑,由于我国石灰的产量已达年产上亿吨,对能源的浪费和环境的污染是很大的,但很少有人关注和积极地去解决它。另外,产品标准不能满足相关行业,特别是高新技术行业发展的需要,这是我国目前一方面大量低价出口某种非金属矿产品,同时又高价进口同类非金属矿加工产品的主要原因之一。3非金属矿加工技术发展趋势非金属矿是人类赖以生存和发展的重要矿源之一。非金属矿产品是现代工业的重要基础材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和节能、环保、生态等功能性材料，在现代经济和社会发展中扮演越来越重要的角色。中国是全球非金属矿产资源品种较多、储量较丰富的国家之一，石墨、滑石、菱镁矿、重晶石、萤石等非金属矿的储量和产量居世界前列；中国还是一个经济和社会正在迅速发展和变化的世界大国，对非金属矿产品的需求量持续快速增长。另一方面，虽然20多年来，中国非金属矿加工技术取得了巨大进步，但是，与目前世界先进技术相比，仍存在较大差距，还不能满足支撑高性能非金属矿产品和矿物材料生产、高效综合利用矿产资源以及节能、环保的需要。基于以上背景，未来10年中国的非金属矿加工技术发展的重点将是生产工艺节能降耗、资源高效综合利用、高性能非金属矿物材料制备技术。