1.選礦提純
選礦提純是指利用礦物之間或礦物與脈石之間密度、粒度和形狀、磁性、電性、顏色(光性)、表面潤濕性以及化學反應特性對礦物進行分選和提純的加工技術(shù)。選礦提純是分離、富集、綜合利用礦產(chǎn)資源采取的必要方法。
隨著科技的發(fā)展,無論是新興產(chǎn)業(yè)還是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),都將對非金屬礦物材料的純度提出更高的要求。但開采方法不當,就會導致粘土、硅石、陶土、石膏等極為普通的原料也逐漸表現(xiàn)出資源枯竭的趨勢。為遏制這種危險勢頭,滿足相關(guān)應用領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V物材料高純化的要求,尖端的選礦提純技術(shù)——微細粒選礦提純和綜合力場(重力、離心力、磁力、電力、化學力)精選技術(shù)將成為未來非金屬礦物提純技術(shù)的發(fā)展主流。
雖然近幾年我國非金屬礦物選礦提純技術(shù)有了一定的進展,但總體來說研發(fā)資金和人力投入不夠,在很多方面仍存在問題,尤其是“采富棄貧”現(xiàn)象屢禁不止。大部分礦山機械化和自動化程度不高,選礦回收率和資源綜合利用率較低,對環(huán)境造成威脅。業(yè)內(nèi)人士分析稱,未來我國非礦選礦提純總的發(fā)展趨勢是:
(1)常規(guī)選礦方法、工藝和設備將進一步得到推廣、應用和發(fā)展;
(2)非金屬礦選礦將向高純、超細技術(shù)領(lǐng)域邁進,以滿足特種陶瓷、工程塑料、光導纖維等新型材料對非礦原料更嚴格的質(zhì)量要求;
(3)各種新技術(shù)如超聲波等在非金屬礦選礦中的應用及現(xiàn)代檢測技術(shù)的應用等將逐步推廣、普及;
(4)微細粒選礦提純和精選技術(shù)、綜合利用技術(shù)或無尾礦加工技術(shù)將成為未來非金屬礦提純技術(shù)的主要發(fā)展趨勢,促進相應設備的研發(fā)與應用;環(huán)境友好型設備將更受青睞。
2.粉碎分級
粉碎是借助機械力將大塊固體物質(zhì)碎成適當細度的操作過程。礦物原料的粒度大小和粒度分布及顆粒形狀對非金屬礦物材料的功能發(fā)揮有很大影響,因此,粉碎分級是實際生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
近年來,非金屬礦粉碎分級設備發(fā)展很快,目前國內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)獨立生產(chǎn)各種破碎、細磨、超細磨設備以及各種干式、濕式精細分級設備,科技含量高,水平一流,整體進步顯著。單從技術(shù)層面來說,國內(nèi)粉碎分級設備主要是采用多臺小設備,雖然能滿足用量的要求,但一般難以滿足質(zhì)量特別是粒度分布穩(wěn)定的要求。因而,設備大型化是未來發(fā)展的趨勢之一,不僅節(jié)能降耗,而且可以降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
此外,納米技術(shù)作為覆蓋學科領(lǐng)域極廣的高新科技而備受關(guān)注,并逐漸滲透到非金屬礦物加工過程中,用于提高產(chǎn)品的功能性,給人類提供了更廣闊的創(chuàng)新空間。有專家分析研究稱,納米技術(shù)在非金屬礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向主要有三個:其一,利用非金屬礦物本身的獨特結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)來制備天然納米材料;其二,利用非金屬礦物在納米尺度的間層結(jié)構(gòu),實現(xiàn)物質(zhì)在納米尺度的分散;其三,利用天然介孔礦物,制備介孔納米粒子組裝體系材料。開展這些領(lǐng)域的研究工作既可以拓展納米技術(shù)的應用范疇,也能更快地提升非金屬礦深加工技術(shù)的水平和層次,意義深遠。
3.表面改性
非金屬礦的表面或界面性質(zhì),如吸附、催化、電性、光性、流變、分散等,是決定其功能的重要因素?,F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中許多領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V粉體的表面性質(zhì)有特殊要求,這就需要利用表面改性技術(shù)對這些原材料進行深加工,提高其分散性能和應用性能,進而提高市場競爭力。粉體改性技術(shù)已經(jīng)成為當今粉體材料科學發(fā)展的主要方向之一,也是粉體材料從科研階段向工業(yè)應用過渡的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過長期的研究改造和引進國外先進機型,我國現(xiàn)有的表面改性設備有了很大進步,像PSC連續(xù)式粉體表面改性機生產(chǎn)工藝現(xiàn)已十分純熟,促成了表面改性技術(shù)飛躍性的發(fā)展。就我國當前非金屬礦粉表面改性技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢來看,重點是設備結(jié)構(gòu)更優(yōu)化和調(diào)控自動化;跨學科應用,研發(fā)出性能好、成本低、環(huán)保高效的新型表面改性機。