在開發利用非金屬礦產資源的途徑中,最古老而簡單的是直接利用,例如沙子、石塊或粘土用于建筑。經過機械粉碎加工及選礦加工后的產品則提高了資源的利用層次,但是從本質上看它們仍是一種原料,是制取某一類材料的原(材)料。將非金屬礦物與巖石(以下簡稱非金屬礦)從原料加工成具有特定功能的材料,其加工工藝大體上要經過二至三個階段,即初加工、深加工及制品加工。
1、初加工
初加工是指傳統的礦物或巖石的機械加工,即包括礦物或巖石的破碎、篩分、磨礦、分級等粒級加工,以及以提高有用礦物品位為主要目的的選礦加工。
初加工的任務是為材料工業部門提供礦物(或巖石)單體顆粒粒級尺寸及有用礦物品位均合格的原料礦物,因此它屬于礦物原料工業的范疇。非金屬礦物原料的初加工在方法、原理上與冶金、煤炭工業的選礦機械加工類同,所不同的是它必須要求盡量保持及發揮目的礦物固有的技術物理特性,例如礦物晶體形態、纖維或顆粒特征、界面特性、晶層及層片特性等等。從這個意義上講,非金屬礦初加工具有更高的技術難度,以及工藝方法、檢測方法的多樣性。
2、深加工
深加工是指經初加工后的礦物或巖石產品,再進一步進行深度的精細加工,使之在主要技術物理及界面化學性能上能符合高檔次和高性能產品的要求。經深加工后的產品已不再是一種原料,而是具有特定功能、可供直接利用的一種材料。深加工產品在依然保持原料礦物(或巖石)的單一材料性與固體分散相特征的同時,其礦物基本構造與化學成分一般不發生本質的改變,但在其所被利用的主要技術物理與界面性能上則會有一個質的飛躍,也經常會伴隨著發生物理形態或晶層構造等方面的變異,例如各種超純或超微細礦物產品,膨脹蛭石、膨脹石墨、刮刀涂料級高嶺土、煅燒高嶺土、疏水礦物填料、防水粉、活性白土、合成沸石、有機膨潤土、超細玻璃棉、巖棉絨、鉆石、寶玉石等。
3、制品(復合材料)加工
制品,通常是指利用經過初加工的,或者已經過深加工的礦物或巖石產品作為主要原料或原材料之一,與其他原材料(包括其他無機或有機高分子材料)相結合,通過各種工藝手段制成的各類結構材料或功能材料。例如,石棉/水泥制品,玻纖/環氧樹脂制品,摩阻材料,密封材料,云母絕緣紙、板,巖棉氈、管、板,泡沫石棉氈,微孔硅酸鈣制品,膨潤土凈水劑,鋁箔/硅酸鈣復合板材等等。
非金屬礦制品與非金屬礦深加工產品最主要的區別是:制品通常是由二種或二種以上的原材料復合而成,因此可列入“人工合成材料”或“復合材料”的范疇。從材料的形態看,它一般都具有物理形態上的整體性與成型性;從用途看,作為一種材料,制品均是具有某種可被直接利用的功能材料。
初加工或深加工產品與制品相比,其持點在于:除了原料的單一之外,從形態上一般都保持著礦物單體及固體分散相的特點(例如呈顆粒狀,微粉狀、鱗片狀,晶體狀或纖維狀等)。從用途看,有些可作為一種固體分散相的功能材料而直接應用,更多的則是制取其他功能材料的原料或化學工業原料,被間接利用。
在某些條件下,非金屬礦初加工與深加工產品,或深加工產品與制品并不一定有嚴格的區別。例如高碳石墨可看作是化學選礦的精礦,亦可看作是常規選礦精礦經化學提純的深加工產品;柔性石墨及其紙制品,既可看作是高碳石墨的深加工產品,也可因為它的成型性及作為密封材料的功能而看作是一種制品。因此習慣上有時人們也常把深加工與制品兩者并列,稱為“深加工及制品”,或者籠統地稱為非金屬礦制品。
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