资源型矿物简介

矿物：指由地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。岩石，是在各种不同地质作用下所产生的，由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体。矿石：在当前技术经济条件下，能够从中提取有用组分，或利用其化学组成、物理特性、工艺特性的矿物集合体。第一章、绪论

1.1非金属矿产资源矿产资源的定义：由地质作用形成的，在当前技术经济条件下可以开采利用的自然资源。通常矿产资源可以分为能源矿产、金属矿产和非金属矿产三大类。国外将非金属矿产称为工业矿物或岩石（industrialmineralsandrocks)，涵义是指除了金属矿产和矿物燃料以外的，其化学组成或技术物理性能可供工业利用，而且具有经济价值的所有非金属矿物与岩石。研究的对象是“石头”，生产的目标是“产品”。非金属矿产的开发与应用不同于金属矿产。金属矿产主要是以应用它的某一元素为主，而非金属矿产主要是应用它的物化性质与工艺特性。非金属矿物开发应用的基础是对非金属矿物的成分、结构及各种物化性能的研究。

非金属矿深加工通过一定的技术、工艺、设备处理非金属矿资源，生产出满足市场要求的具有一定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的粉体材料或化工产品以及一定尺寸、形状、机械性能、物理性能、化学性能、生物功能等的功能性产品或制品。自然资源的重要意义：1）自然资源对于人类社会具有永恒的价值。在物质财富的生产中，无论创造的财富属于哪一门类，其起始点必定是自然资源。2）自然资源是国计民生的根本依托，是国家安全的重要保障，是人类社会可持续发展不可缺少的基本条件。3）尽管高新技术发展可以推动社会生产力的巨大发展，但一切科学技术都需要同物质资源的结合才能成为社会财富。世界上工业制成品的原料70％来自于矿产资源，能源有90％来自矿产资源。我国工业制成品原料的80％和能源来源的95％来自矿产资源。鳞片石墨：中国是储量第一、产量第一、出口第一、资源质量在世界上首屈一指，改革开发30年累计为国家赚取外汇60亿美元。石墨是二次能源锂离子电池负极材料，碳塑纳米材料、IT芯片材料的主体资源、纳米级高纯石墨是重要的军工材料，与国家鼓励的新兴产业关系密切。萤石：中国是储量第一、产量第一、出口第一。萤石是制取氟化合物的重要原料，又广泛用于炼钢、有色金属的冶炼，无色透明的大块萤石晶体还可作光学萤石和工艺萤石。而氟化物又是国防和原子能工业的重要原料。铝矾土：中国是储量第一、产量第一、出口第一。中国的高铝粘土具有独一无二的属性，巴西、圭亚那无法与之相比。高铝粘土用于制作电炉、高炉用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火水泥。美国及欧盟主要进口中国的高铝矾土。菱镁矿：中国是储量第一、产量第一、出口第一。菱镁矿具有高的耐火性和粘结性，广泛用于冶金、建材、化工、轻工、农牧业等领域，至今仍为提炼金属镁的主要原料。近年来开发的工业氧化镁和特种氧化镁，以及阻燃性碳酸镁、医药级碳酸镁都是重要的矿物材料高端产品。煤系高岭土：中国是储量第一、产量第一，超细煅烧高岭土以惰性强、白度高、粒子细、覆盖性好、易于分散于水性和油性体系中，而被广泛用于造纸、建筑涂料、石油化工、橡胶、塑料、电线电缆、医药等行业。中国的煤系高岭土开发已进入非常重要阶段，有望打造中国品牌。硅灰石：中国是储量第一、产量第一、出口第一。硅灰石具有针状、纤维状晶体形态和白度高等一系列优异特性，广泛地应用在陶瓷工业、化工工业、冶金工业、建筑工业、机械工业、电子工业、造纸工业、汽车工业、农业等部门。天然硅灰石独特的矿物特性，决定其为低碳排放的节能材料。膨润土：中国是储量第一、产量第一，号称万能矿物。其主要用途是除铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植动油脱色净化、医药、涂料等外，纳米、有机土已进入高新领域，改进型膨润土将使钢铁工业成本大幅降低。滑石：在世界上中国是产量第一、出口第一，黑滑石已证明储量绝对世界第一。滑石为原料制作的蜂窝陶瓷可作为汽车的三元催化载体，有效降低汽车废气的排放。此外利用黑滑石经过煅烧的特殊性能，还可作为宇航飞行器的外保护层、计算机陶瓷芯片等。石英：中国石英储量第一、产量第一、高纯资源十分丰富。高纯石英粉是宇航、国防军工、电子、光纤通讯、光学仪器、激光等高科技领域的基础原材料。高纯石英可作为光伏太阳能关键配套新材料和光电子原材料。1.3我国非金属矿资源特点矿产总量的“资源大国”,按人均计算的“资源小国”。人均非金属矿的占有量不足世界人均水平的一半。我国非金属矿资源有丰有欠。基本自给甚至可以出口的主要矿产有:石墨,滑石,萤石,重晶石,菱镁矿,膨润土,硅灰石。金刚石、优质高岭土、长纤维石棉、高级耐火材料原料等探明储量明显不足。如我国的金刚石储量小，品位低。我国金刚石品位最富的701矿胜利岩管原矿品位约600mg/m3，而砂矿类品位约1.5mg/m3，仅相当于南非金刚石选矿厂的尾矿品位。总的我国金刚石储量少，无大型矿床发现。难选矿物多，利用技术复杂单一矿种少,伴生矿物多。如硅灰石和方解石伴生；高岭土伴生有蒙脱石、伊利石、水钻石以及石英、云母、黄铁矿、方解石等，给选矿增加了困难，用途受到限制。矿产资源有富有贫，大宗矿产贫矿多，富矿少。全国十五个石棉矿山统计：平均品位4%以上的仅有3个，3%－4%的4个，3%以下的个。14个鳞片石墨矿山，平均品位10%以上的仅3个，5%－9%的个，5%以下的7个。矿产资源分布相对集中

84.38%集中在我国东部和中部。如菱镁矿和滑石90%，石墨和萤石的80%以上集中分布在东部和中部地区。主要集中在东北和华东地区的还有:石膏、硅灰石、叶蜡石、硅藻土、硅线石。但东部地区，探明储量增幅减缓，大部分矿山进入中晚期，储量和产量逐年降低，接替资源勘探不足。我国非金属矿资源家底不清许多开采企业，没有地质报告进行生产，比如山东某地区的石墨矿，约30家，仅有3家有合格的开采证书，其余完全在盲目生产状况中；全国膨润矿山不小于千家，有50%以上矿山是未经地质勘查工作的矿区(点)采掘。

此外，西部地区地质工作程度浅、推断储量大，开发利用的自然条件差，市场需求量少。还存在生态环境保护与矿产资源开发利用的矛盾。总的来说，我国非金属矿资源量大，基础储量少；经济可用性差或经济意义未确定的资源储量多，控制和推断的资源储量多，探明的资源储量少。既有优势,也有劣势;既有潜力,又有危机。1.4、我国非金属矿工业发展现状非金属矿行业“规模不大、问题很多、潜力无限”在1986年之前，国内只有石墨、石棉、高岭土矿进行选矿提纯，除石棉外，年产量都不到10万t，石墨的纯度只能达到99%；只有滑石、石墨几种超细产品，年产量不足1万t；很少有表面改性产品生产；只有石棉制品、云母制品等很少的几种非金属矿制品；从加工设备来说，超细粉碎、精细分级、表面改性基本上是空白，生产超细滑石粉的气流粉碎机全部从欧洲国家进口。1）产业规模快速增长2010年，全国规模以上非金属矿工业企业实现销售收入3860亿元、利润360亿元，年均分别增长34%和41%。主要非金属矿产品产量持续增长。2）部分矿种产业集中度有所提高3）技术装备水平提升4）进出口结构优化改善5）产业集聚速度加快1.5、非金属矿加工利用过程中存在的问题从加工技术层面上讲近20年来，中国非金属矿加工技术的进步是巨大的，对非金属矿工业发展和相关应用产业发展的推动作用也是非常显著的。但是，与国际先进水平相比，中国非金属矿加工技术整体上仍然存在一定的差距。这些差距主要存在于高附加值精细加工技术和矿物材料加工技术、资源高效综合利用技术领域，主要体现在以下几个方面：(1)通用加工设备，如超细粉碎设备、精细分级设备、表面改性设备、煅烧设备等的单机生产能力较小，工艺参数和质量指标的在线自动调控水平相对落后。(2)选矿加工技术，特别是高纯选矿技术相对落后；与超细粉碎、表面改性和矿物材料的技术进步相比，近20年来非金属矿选矿技术的进步相对缓慢；选矿技术发展滞后是造成目前我国资源利用率较低的主要原因之一，也是我国部分国防军工和高技术领域必须进口国外非金属产品的主要原因之一。(3)表面改性配方技术不能满足相关领域应用的需要，这里既有研发投入不足的问题，也有体制方面的问题。由于表面改性配方属于个性化的技术解决方案，与应用领域及应用对象密切关联，涉及加工、应用和表面改性剂生产等诸多方面，是一个跨学科专业的新领域，需要粉体加工与处理、粉体应用、化工和材料等方面的专家协同攻关。(4)矿物新材料工业生产技术发展滞后，特别是黏土矿物功能材料、石墨功能材料、环境与健康功能材料、绝热功能材料、生化功能材料等，品种少、功能性与国外先进产品存在较大差距。(5)技术和产品标准落后，与国际先进水平存在较大差距。从资源利用层面上讲：1、资源消耗速度过快来自国家资源部信息中心显示，我国非金属矿产需求增长很快，资源急剧下降，资源保障程度迅速下降。在我国当前工业化初级阶段，发展速度并不是匀速的。如：2010年我国消耗铁矿石9.9亿吨，相应带来非金属矿种石墨、萤石、白云石等的消耗速度急增。2、资源保证程度出现危机过去曾为我国优势的非金属矿种现在显现出了危机。我国萤石资源储量严重不足，到2020年，预计消耗量远远超过了现有的基础储量；滑石、重晶石到2020年资源几乎耗尽。再如占全国隐晶质石墨储量72.56%的鲁塘微晶石墨，现在保有储量1620万吨，每年200万吨递减，则8年内探明资源消耗殆尽。粗略估计，我国每年需耗费各种非金属矿产品达20亿吨。

从国家管理层面上讲1、乱采滥挖、资源浪费严重生态环境问题突出我国非金属矿产资源开发与保护统筹不足，资源浪费和破坏现象依然严重，部分关键矿种过度无序开采。普遍存在滥采乱挖、采富弃贫、浪费土地资源、污染环境的问题。如山东平度石墨采选企业30余家中，80%属无证开采。行业中中小型企业矿石回采率只有50%，普遍存在选矿回收率低，相当一部份企业选矿回收率仅为40%～50%，资源的利用率仅为20%～25%，郴州的隐晶质石墨有50%作为燃料烧掉，是极大的资源浪费。2、竞相压价，外贸秩序混乱我国滑石出口价格很低，FOB（FreeOnBoard）价格只有40～60美元，大大低于日本市场400美元和西欧市场200～300美元的价位；石墨产品我国出厂价2000～3000元/吨，而德国、加拿大等国同等产品的价格在10000～15000元/吨。3、企业“小而散”，产业集中度低，规模效应差，没有具国际影响的大型非金属矿行业公司

Imerys集团是当今世界上矿业加工业的巨商，活跃在36个国家，有280个商业机构遍布世界各地，年销售额达27亿欧元；世界碳酸钙生产巨头Omya公司，年产碳酸钙3000万吨；英国ECC公司高岭土生产能力300万吨，占英国总产量的80%。我国非金属企业10万家，无一具备上述大公司的能力，且差距甚远：高岭土行业龙头企业中国高岭土公司年产量20万吨，安徽国风碳酸钙年产量25万吨，山东潍坊驸马营膨润土厂年产量10万吨等。4、行业管理体系不健全，对矿产利用及资源保护缺乏指标评价体系对勘探和生产过程中的贫化率、损失率、回收率和综合利用率等技术经济指标无制度、无定量化指标体系制约。现在让我们设想一下，没有或缺少资源的国家会如何面对我们的资源？他们说了，你加入了WTO，政府不能控制资源，要自由贸易、自由出口，以便他们低价购买积累储存，然后精细加工再卖到世界市场，多数会返销中国！这有什么不对吗？似乎找不出什么不对，是我们自己没有赚钱的本事，更没有管好资源的机制。多年来，一方面我们对自己的优势矿产疏于管理，满足于原料的低水平出口创汇，既赚不了大钱，也不能留给子孙后代；另一方面乱采滥挖，自相压价，被有资源国家诉之倾销，后来用配额管理，人家又说你政府干预市场，在资源问题上我们究竟应当怎样管理？我们什么时候才能突破“中国国情”？1）非金属矿深加工产品将成亮点—规划重点方向传统产业配套的大宗产品汽车用新型高性能温石棉、针状硅灰石、石墨等摩擦材料，石墨基密封材料，超细碳酸钙、珠光云母等。轻工用超细活性碳酸钙、高岭土、滑石，硅灰石针状粉，云母、膨润土等专用功能填料。化工用催化剂载体，吸附剂，高分子材料改性用填料等辅助材料。农药新剂型用纳米凝胶材料、高效载体材料。机电用高性能绝缘材料、减磨材料及润滑材料。电子工业用元件包覆材料、研磨材料、高性能电极材料、功能涂层材料等。新兴产业配套的新产品高纯石英及光纤预制棒。高纯超细石墨、锂离子电池石墨电极材料、石墨板材、改性石墨。碳酸钙、膨润土、高岭土等纳米矿物材料。耐高温云母绝缘材料与珠光云母材料。环保用吸附材料等。2）重点发展矿种萤石实行开采和生产总量限制，严格控制新增产能，着力现有产能优化，引导资源高效利用，以浙江、湖南、江西、内蒙古、福建等主要产区为重点，引进先进技术，发展深加工，加强上下游产业互动。耐火粘土实行开采和生产总量限制，严格控制新增产能，以山西、河南、贵州等主要产区为重点，加大矿产资源整合力度，重点发展优质耐火材料、高端磨料磨具等加工制品业，保证稀缺资源优质优用，提高综合利用水平。2）重点发展矿种滑石稳定原矿产能，以山东平度、广西桂林、辽宁海城加工基地为重点，开发高性能矿物材料及制品。高岭土支持江苏苏州、广东湛江、广西北海、黑龙江依安以及内蒙古和山西煤系高岭土基地建设，发展高性能加工制品。菱镁矿控制总量，加强技术改造，调整结构，鼓励发展高性能和高附加值耐火材料产业。重点支持辽宁营口、辽宁鞍山深加工制品基地建设。2）重点发展矿种石材在环渤海、东南沿海、长江中上游以及中西部资源富集地区，依托水运、港口和区域市场优势，建设2-3个大型石材集散加工基地，重点支持福建南安等石材集散加工基地建设，大力发展石文化创意设计产业。石墨控制选矿能力，依托资源产地及产业基础，在黑龙江鸡西、黑龙江萝北、湖北宜昌、湖南郴州等地建设专业化石墨深加工基地。2）重点发展矿种碳酸钙重点提高行业集约化程度，提高装备水平，降低单位产品能耗。支持安徽池州、浙江长兴、四川宝兴等资源条件好的地区建设碳酸钙加工基地，发展系列化超细、改性碳酸钙功能填料。膨润土支持高附加值产品的开发应用，支持广西宁明、新疆夏子街、内蒙赤峰等发展膨润土。珍珠岩加大资源整合力度，提高技术创新水平，促进行业集聚集约发展，鼓励开发新型保温材料，重点支持河南信阳、山西灵丘等产业基地建设。3）重点发展工艺技术推广超细粉磨、粒度分级、干法粉碎及干法提纯、微波活化及微波干燥、低温（节能）煅烧纯化技术、矿物高纯化、表面改性/改型、复合、纳米材料制备等深加工技术。开发滑石、高岭土、膨润土、耐火粘土、萤石、晶质石墨、碳酸钙、叶腊石等重要非金属矿的低品位资源综合利用技术，石墨、石英等大宗产品提纯与下游新产品加工技术，新型表面改性剂、分散剂、石材养护剂等关键辅料生产与应用技术。3）重点发展工艺技术开发大型卧式超细搅拌磨和密闭砂磨机，大型干法和湿法精细分级设备，非金属矿加工用微波活化及微波干燥设备，大型连续式粉体表面改性机，大型直热式矿粉高效低耗连续煅烧窑炉，满足高长径比硅灰石、大径厚窄分布云母、保护晶体结构的特种加工工艺与大型设备，高性能非金属矿功能填料/产品制备工艺与设备。推广石材圆盘锯、链臂锯等矿山机械化开采技术和碎石料、石粉的综合利用技术。1.7、非金属矿深加工课程的内容非金属矿深加工技术主要包括三个方面：

1.7.1、颗粒制备与处理技术。

1）矿石粉碎与分级技术,指通过机械、物理和化学方法使非金属矿石粒度减小和具有一定粒度分布的加工技术。（气流磨、搅拌磨、高压辊等）

2）表面改性技术，指用物理、化学、机械等方法对矿物粉体进行表面处理，根据应用的需要有目的的改变粉体表面的物理化学性质，如表面组成、结构和官能团、表面润湿性等。根据改性原理和改性剂不同，表面改性方法可分为物理涂覆改性、化学包覆改性、沉淀反应改性、机械力化学改性等

3）选矿提纯技术，指根据矿石中不同矿物的物理、化学性质（密度、粒度、磁性、电性、表面润湿性），采用一定的方法，将