第1章　緒　論

1.1　現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展與非金屬礦

非金屬礦和巖石是人類(lèi)利用最早的地球礦產(chǎn)資源。從原始人使用的石斧、石刀到現(xiàn)在以各種非金屬礦和巖石為原（材）料制備的無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料、微電子和光電子材料、化工和生物醫(yī)學(xué)材料等新材料，人類(lèi)在利用非金屬礦物和巖石原（材）料方面走過(guò)了從簡(jiǎn)單利用到初步加工后利用，再到深加工和綜合利用的漫漫歷程。非金屬礦加工利用技術(shù)的每一次進(jìn)步都伴隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類(lèi)文明的發(fā)展。同時(shí)，人類(lèi)科學(xué)技術(shù)和文明的發(fā)展又都促進(jìn)非金屬礦加工利用的發(fā)展。但是，在現(xiàn)代科技革命和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展之前的人類(lèi)漫長(zhǎng)歷史長(zhǎng)河中，基本上是以金屬材料為主導(dǎo)?，F(xiàn)代科技革命、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、人類(lèi)生活質(zhì)量的提高和健康與環(huán)境保護(hù)意識(shí)的普遍覺(jué)醒開(kāi)創(chuàng)了廣泛應(yīng)用非金屬礦物和巖石材料的新時(shí)代。非金屬礦深加工及非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)已被視為21世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)之一。

人類(lèi)在進(jìn)入21世紀(jì)后，以電子、信息、生物、航空航天、海洋開(kāi)發(fā)以及新能源和新材料為主的高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)逐漸壯大。這些高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)與非金屬礦物原料及非金屬礦物和巖石材料密切相關(guān)。例如，石墨、云母、石英、鋯英石、金紅石、高嶺土等與微電子、光電子及信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)有關(guān)； 氧化硅、石墨、云母、高嶺土、硅灰石、硅藻土、滑石、方解石、冰洲石、硅線石、石英、紅柱石、藍(lán)晶石、石棉、菱鎂礦、石膏、珍珠巖、葉蠟石、金剛石、石榴子石、蛭石、透輝石、透閃石、電氣石、沸石、玄武巖、輝綠巖等與新材料技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)有關(guān)；石墨、重晶石、膨潤(rùn)土、石英等與新能源有關(guān)；沸石、麥飯石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨潤(rùn)土、蛋白土、珍珠巖、高嶺土等與生物技術(shù)及食品與藥品等健康產(chǎn)業(yè)有關(guān)；石墨、石棉、云母、石英等與航空航天技術(shù)與產(chǎn)業(yè)有關(guān)。因此，高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)與非金屬礦和巖石密切相關(guān)，是21世紀(jì)非金屬礦深加工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇之一。

進(jìn)入21世紀(jì)，化工、機(jī)械、能源、汽車(chē)、輕工、冶金、建材等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)普遍引入新技術(shù)和使用新材料，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。這些產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與非金屬礦深加工產(chǎn)品密切相關(guān)。例如，造紙工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整需要大量高純、超細(xì)的重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、滑石等高白度非金屬礦物顏料和填料；高分子材料（塑料、橡膠、膠黏劑等）的技術(shù)進(jìn)步以及工程塑料、塑鋼門(mén)窗、塑料管材等復(fù)合材料的興起需要大量超細(xì)和活性碳酸鈣、高嶺土、滑石、針狀硅灰石、云母、透閃石、二氧化硅、水鎂石以及氫氧化鎂、氫氧化鋁等礦物功能填料；汽車(chē)面漆、乳膠漆以及防腐蝕和輻射、道路發(fā)光等特種涂料需要大量的珠光云母、著色云母、超細(xì)和高白度碳酸鈣、超細(xì)二氧化硅、針狀超細(xì)硅灰石、超細(xì)和高白度煅燒高嶺土、超細(xì)重晶石、有機(jī)膨潤(rùn)土等非金屬礦物顏料、填料和增黏劑；冶金工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整需要高品質(zhì)的以硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石等高鋁礦物為原料的優(yōu)質(zhì)耐火材料和以鎂（菱鎂礦）和碳（石墨）為原料的鎂碳復(fù)合材料；新型建材和防火、節(jié)能產(chǎn)品的發(fā)展需要大量的石膏板材和飾面板、花崗巖和大理巖板材和異形材以及以硅藻土、超細(xì)石英粉、石灰粉等為原料的微孔硅鈣板、膨脹珍珠巖、硅藻土等保溫隔熱材料、石棉制品等；石化工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)需要大量具有特定孔徑分布、活性和選擇性好的沸石和高嶺土基催化劑、載體以及以膨潤(rùn)土為原料的活性白土；機(jī)電工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步需要以碎云母為原料制造的云母紙和云母板絕緣材料、高性能的柔性石墨密封材料、石墨盤(pán)根、石棉基板材和墊片；汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展需要大量非金屬礦物纖維為基料的摩擦材料以及以滑石、云母、硅灰石、透閃石、超細(xì)碳酸鈣等為無(wú)機(jī)填料的工程塑料和底漆；化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展需要超細(xì)二氧化鈦、電氣石、二氧化硅、云母等填料以生產(chǎn)出有利于人類(lèi)健康的功能纖維；電池材料的技術(shù)進(jìn)步，需要石墨、螢石、含鋰礦物原料或材料。綜上所述，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)與非金屬礦物材料緊密相連，是21世紀(jì)初非金屬礦深加工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要機(jī)遇之一。

環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)是人類(lèi)21世紀(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)之一，它直接關(guān)系到人類(lèi)的生存和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、全球環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及要求的提高以及對(duì)生態(tài)建設(shè)的日漸重視，環(huán)保和生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)之一。許多非金屬礦，如硅藻土、沸石、膨潤(rùn)土、凹凸棒石、海泡石、蛋白土、石墨、珍珠巖、蛭石、高嶺土、埃洛石等經(jīng)過(guò)加工后具有選擇性吸附有害及各種有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的功能，而且具有原料易得、單位處理成本低、本身不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)制備新型環(huán)境保護(hù)材料；膨潤(rùn)土、凹凸棒石、海泡石、珍珠巖、蛭石、沸石等還可用于固沙和改良土壤。許多非金屬礦還是環(huán)境友好材料，加工、應(yīng)用過(guò)程和應(yīng)用后清潔環(huán)保，例如，在塑料薄膜中加入一定量的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣可制成降解塑料，超細(xì)水鎂石、含水鋁石用作高聚物基復(fù)合材料的阻燃填料不僅可以阻燃，而且不產(chǎn)生可致人死亡的毒煙。因此，環(huán)保產(chǎn)業(yè)和生態(tài)修復(fù)是21世紀(jì)非金屬礦深加工技術(shù)和非金屬礦物材料發(fā)展的另一個(gè)重要機(jī)遇。