第1章　非金屬礦物粉碎加工設備

1.1　緒論

非金屬礦物加工是指采用一定的工藝方法，將非金屬礦原礦加工為滿足相關行業應用要求的非金屬礦物粉體或產品。非金屬礦物加工是工業生產過程中不可缺少的工藝流程，主要包括破碎、粉磨、均化、分級、干燥、收捕、混合、改性、造粒、存儲、裝運以及某些粉體產品的改性造粒等工序，各工序間還有輸送（計量）作業，其加工典型工藝如圖1-1所示。當然，非金屬礦自身結構與產品用途存在差異，對不同的非金屬礦物材料產品生產或加工，上述工序有不同的取舍與組合。

根據原礦性質（純度、粒度、水分含量等）及產品品種和產品質量（純度、粒度及其分布、顆粒形狀、表面和界面特性及其他特性等）要求的不同，非金屬礦物的加工工藝各不相同，對于某些非金屬礦物，如鋪路用的石灰石，只需進行簡單破碎和篩分；對于大多數方解石，一般不進行機械選礦，只進行破碎、磨礦、超細粉碎、精細分級和表面改性；對于鱗片石墨、石棉、藍晶石、螢石、砂質高嶺土等，一般來說一定要進行選礦提純；對于石墨，還可能要進行超細粉碎，精細分級和插層（界面）改性；對于煤系硬質高嶺石，還要對其進行超細粉碎、熱處理（煅燒）、表面改性等加工；對于濕法加工，還必須進行沉淀、過濾和干燥，如高嶺土、膨潤土、石墨、螢石等的濕法選礦產品。

由于非金屬礦物應用的多樣性，與金屬礦物及燃料礦物的加工相比，非金屬礦物加工具有以下特點。

①非金屬礦物選礦的技術指標在很多情況下，不是其中的某種有用的元素，而是某種化學成分或礦物成分。如膨潤土的蒙脫石含量、硅藻土的無定型二氧化硅的含量、高嶺土的高嶺石含量、石墨的晶質（固體）碳含量、藍晶石的氧化鋁含量等。

②結構特性是非金屬礦物的重要性能和應用特性之一，在加工中要盡量保護礦物的天然結晶特性和晶型結構。如鱗片石墨、云母的片晶要盡可能地少破壞，因為在一定純度下，片狀顆粒直徑越大，價值越高；硅灰石粉體的長徑比越大，價值越高；海泡石和石棉纖維越長，價值越高等。

③非金屬礦物的磨礦分級不僅僅是選礦的預備工作，它還包括直接加工成滿足用戶粒度和顆粒形狀要求的粉碎、分級作業以及超細粉碎和精細分級工作。

④表面和界面改性是非金屬礦物加工最主要的特點之一，它是改善和優化非金屬礦物的應用性能、提高其附加值的主要深加工技術之一。

⑤非金屬礦物粉體材料脫水的特點是：部分黏土礦物材料（如膨潤土、高嶺土、海泡石、凹凸棒土、伊利石等）及超細非金屬礦物材料的水分含量高，機械脫水難度大，干燥后團聚現象嚴重。因此，常規的機械脫水方式難以有效脫水，一般采用壓力脫水方式，特別是對于酸洗或漂白后的非金屬礦物材料還必須在壓濾過程中進行洗滌。為解決干燥后粉體材料，尤其是超細粉體材料的團聚問題，一般要在干燥設備中或干燥后設置解聚裝置。

在世界非金屬礦加工工業向精細化方向發展的同時，工業原料的深加工技術在科學研究和工業生產中的重要作用越來越充分地體現出來。美國、歐盟各國以及日本先從粉碎設備入手，逐漸擴展到超細分級、高均勻度混合、表面處理、納米粉體制備等多個方面。我國非金屬礦加工工業的發展趨勢和需要解決的問題是：非金屬礦物加工設備的集成化、多樣化、節能化、自動化。調整非金屬礦加工技術結構，加快技術進步與技術創新，推進技術與裝備逐步實現現代化。加大科技投入，解決一批對非金屬礦加工工業發展有重大影響的關鍵技術與裝備現代化問題，提高設備及產品的創新能力，促進新產品開發與老產品更新換代，實現產品高技術含量、高質量、高附加值。有計劃、有目的地引進技術與裝備，通過消化吸收、專利轉讓與創新工作，提高國產非金屬礦加工設備的自主設計與開發能力，促進實現國產化，進一步縮小與國際先進水平的差距。有條件的企業建立技術開發中心，提高開發創新能力。

為了滿足“節能降耗”與“資源有效利用”的社會要求，非金屬礦物加工設備必須在技術上不斷進步，近20年中主要體現在下列兩個方面：粉體設備技術數字化；非金屬礦物加工設備功能組合個性化。