了得網工業技術_非金屬礦加工與應用(第三版)

內容簡介

本書在簡要介紹非金屬礦共性加工技術的基礎上，從礦石性質和礦物結構特點出發，介紹了十餘大類、數十種非金屬礦的應用領域及其發展、產品標準和技術指標要求，以及以精選提純、超細粉碎、精細分級、表面與界面改性為特征的深加工技術和相應的礦物功能材料與礦物化工技術。與第二版相比，本書內容上進行了如下修訂：增加非金屬礦應用的特點；增加非金屬礦加工中的晶形或結構保護；對共性加工技術中的磨礦分級、超細粉碎和精細分級以及表面改性部分，補充新技術和大型化設備；全書還更新了產品技術標準，采用新頒布和實施的國家或行業*標準。另外，全書增加深加工技術和非金屬礦物材料的*進展或重要創新，如表面改性、無機納米復合功能材料、層狀結構礦物插層材料、納米TiO2/多孔非金屬礦物復合材料、石墨烯等。最後，全書還對應用領域進行全部修訂，刪除部分不再先進或已淘汰的技術和已廢棄的產品標準。本書可供從事礦物材料、化工、輕工、建材、冶金機械、電子、環保、新材料等領域的工程技術人員、管理人員及大專院校有關專業師生參考。

第1章緒論1
1·1現代產業發展與非金屬礦1
1·2非金屬礦的分類與用途2
1·3非金屬礦加工技術的主要內容4
1·3·1顆粒制備與處理技術5
1·3·2非金屬礦物材料加工技術6
1·3·3非金屬礦物化工技術7
1·4非金屬礦加工與應用的特點7
1·5非金屬礦加工技術的發展趨勢7
第2章非金屬礦共性加工技術10
2·1破碎與篩分10
2·1·1破碎10
2·1·2篩分13
2·2磨礦與分級14第1章緒論1
1·1現代產業發展與非金屬礦1
1·2非金屬礦的分類與用途2
1·3非金屬礦加工技術的主要內容4
1·3·1顆粒制備與處理技術5
1·3·2非金屬礦物材料加工技術6
1·3·3非金屬礦物化工技術7
1·4非金屬礦加工與應用的特點7
1·5非金屬礦加工技術的發展趨勢7
第2章非金屬礦共性加工技術10
2·1破碎與篩分10
2·1·1破碎10
2·1·2篩分13
2·2磨礦與分級14
2·2·1磨礦14
2·2·2分級19
2·3選礦提純22
2·3·1概述22
2·3·2揀選23
2·3·3洗礦24
2·3·4重選24
2·3·5浮選25
2·3·6磁選28
2·3·7電選30
2·3·8其他選礦方法31
2·4超細粉碎與精細分級35
2·4·1概述35
2·4·2超細粉碎設備35
2·4·3精細分級設備42
2·5表面改性45
2·5·1概述45
2·5·2表面改性工藝45
2·5·3表面改性設備47
2·5·4表面改性劑49
2·5·5表征與評價方法49
2·6脫水方法及設備50
2·6·1概述50
2·6·2沉澱濃縮50
2·6·3過濾50
2·6·4干燥52
2·7非金屬礦加工中的晶形與結構保護53
2·7·1概述53
2·7·2層狀晶形非金屬礦54
2·7·3纖維狀非金屬礦54
2·7·4天然多孔非金屬礦55
2·7·5其他非金屬礦55
第3章碳酸鹽礦物56
3·1方解石、白垩56
3·1·1礦石性質與礦物結構56
3·1·2應用領域及技術指標要求56
3·1·3加工技術60
3·2石灰石64
3·2·1礦石性質與礦物結構64
3·2·2應用領域及技術指標要求64
3·2·3加工技術67
3·3白雲石70
3·3·1礦石性質與礦物結構70
3·3·2應用領域與技術指標要求70
3·3·3加工技術72
3·4菱鎂礦73
3·4·1礦石性質與礦物結構73
3·4·2應用領域與技術指標要求73
3·4·3加工技術75
第4章硅酸鹽礦物77
4·1石英及石英岩77
4·1·1礦石性質與礦物結構77
4·1·2應用領域與技術指標要求77
4·1·3加工技術80
4·2長石及霞石正長岩82
4·2·1礦石性質與礦物結構82
4·2·2應用領域與技術指標要求83
4·2·3加工技術84
4·3高嶺石(土)85
4·3·1礦石性質與礦物結構85
4·3·2應用領域與技術指標要求87
4·3·3加工技術90
4·4膨潤土94
4·4·1礦石性質與礦物結構94
4·4·2應用領域與技術指標要求95
4·4·3加工技術97
4·5伊利石103
4·5·1礦石性質與礦物結構103
4·5·2應用領域與技術指標要求103
4·5·3加工技術104
4·6滑石104
4·6·1礦石性質與礦物結構104
4·6·2應用領域與技術指標要求105
4·6·3加工技術110
4·7葉蠟石111
4·7·1礦石性質與礦物結構111
4·7·2應用領域與技術指標要求112
4·7·3加工技術113
4·8綠泥石115
4·8·1礦石性質與礦物結構115
4·8·2應用領域與技術指標要求116
4·8·3加工技術117
4·9雲母117
4·9·1礦石性質與礦物結構117
4·9·2應用領域與技術指標要求119
4·9·3加工技術120
4·10石棉122
4·10·1礦石性質與礦物結構122
4·10·2應用領域與技術指標要求122
4·10·3加工技術123
4·11硅灰石125
4·11·1礦石性質與礦物結構125
4·11·2應用領域與技術指標要求126
4·11·3加工技術127
4·12透輝石和透閃石129
4·12·1礦石性質與礦物結構129
4·12·2應用領域與技術指標要求129
4·12·3加工技術129
4·13藍晶石、紅柱石、硅線石130
4·13·1礦石性質與礦物結構130
4·13·2應用領域與技術指標要求131
4·13·3加工技術131
4·14蛭石133
4·14·1礦石性質與礦物結構133
4·14·2應用領域與技術指標要求134
4·14·3加工技術135
4·15珍珠岩、黑曜岩、松脂岩136
4·15·1礦石性質與礦物結構136
4·15·2應用領域與技術指標要求137
4·15·3加工技術138
4·16沸石140
4·16·1礦石性質與礦物結構140
4·16·2應用領域與技術指標要求142
4·16·3加工技術142
4·17海泡石143
4·17·1礦石性質與礦物結構143
4·17·2應用領域與技術指標要求144
4·17·3加工技術146
4·18凹凸棒石147
4·18·1礦石性質與礦物結構147
4·18·2應用領域與技術指標要求148
4·18·3加工技術150
4·19鋯英石151
4·19·1礦石性質與礦物結構151
4·19·2應用領域與技術指標要求152
4·19·3加工技術152
4·20石榴子石153
4·20·1礦石性質與礦物結構153
4·20·2應用領域與技術指標要求154
4·20·3加工技術156
4·21皂石與累托石157
4·21·1礦石性質與礦物結構157
4·21·2應用領域與技術指標要求158
4·21·3加工技術159
4·22電氣石160
4·22·1礦石性質與礦物結構160
4·22·2應用領域與技術指標要求160
4·22·3加工技術161
4·23硅藻土162
4·23·1礦石性質與礦物結構162
4·23·2應用領域與技術指標要求163
4·23·3加工技術163
4·24蛋白土169
4·24·1礦石性質與礦物結構169
4·24·2應用領域與技術指標要求170
4·24·3加工技術170
第5章硫酸鹽礦物171
5·1重晶石171
5·1·1礦石性質與礦物結構171
5·1·2應用領域與技術指標要求171
5·1·3加工技術173
5·2天青石176
5·2·1礦石性質與礦物結構176
5·2·2應用領域與技術指標要求176
5·2·3加工技術177
5·3石膏178
5·3·1礦石性質與礦物結構178
5·3·2應用領域與技術指標要求178
5·3·3加工技術179
5·4明礬石183
5·4·1礦石性質與礦物結構183
5·4·2應用領域與技術指標要求183
5·4·3加工技術183第6章碳質非金屬礦184
6·1石墨184
6·1·1礦石性質與礦物結構184
6·1·2應用領域與技術指標要求185
6·1·3加工技術189
6·2金剛石198
6·2·1礦石性質與礦物結構198
6·2·2應用領域與技術指標要求200
6·2·3加工技術202第7章其他非金屬礦204
7·1螢石204
7·1·1礦石性質與礦物結構204
7·1·2應用領域與技術指標要求204
7·1·3加工技術206
7·2金紅石、鈦鐵礦207
7·2·1礦石性質與礦物結構207
7·2·2應用領域與技術指標要求207
7·2·3加工技術208
7·3磷礦211
7·3·1礦石性質與礦物結構211
7·3·2應用領域與技術指標要求211
7·3·3加工技術213
7·4硼礦215
7·4·1礦石性質與礦物結構215
7·4·2應用領域與技術指標要求216
7·4·3加工技術217
7·5鉀礦219
7·5·1礦石性質與礦物結構219
7·5·2應用領域與技術指標要求220
7·5·3加工技術220
7·6水鎂石221
7·6·1礦石性質與礦物結構221
7·6·2應用領域與技術指標要求222
7·6·3加工技術223
第8章天然復合非金屬礦224
8·1麥飯石224
8·1·1礦石性質與礦物結構224
8·1·2應用領域與技術指標要求224
8·1·3加工技術225
8·2玄武岩、輝綠岩225
8·2·1礦石性質與礦物結構225
8·2·2應用領域與技術指標要求225
8·2·3加工技術226
8·3浮石、火山灰229
8·3·1礦石性質與礦物結構229
8·3·2應用領域與技術指標要求230
8·3·3加工技術231
8·4鋁土礦232
8·4·1礦石性質與礦物結構232
8·4·2應用領域與技術指標要求232
8·4·3加工技術233
參考文獻236

前言

第三版前言
我們這個時代最重要的特征之一是無機非金屬材料及非金屬礦物材料在經濟、社會、科技、環保中得到廣泛應用，或者說在現代高技術新材料產業、傳統產業創新發展、環境保護與生態修復乃至人們的日常生活中的重要地位與作用。正是因為如此，近20年來，無論是世界還是中國，非金屬礦與非金屬礦物材料產業越來越得到重視，產業規模越來越大。與此同時，社會的投資和研發投入也越來越大，從業人員越來越多；加工技術與應用技術創新或更新的步伐越來越快，新的加工技術和應用技術不斷湧現；而且由於應用領域的不斷擴展及社會對產品性能以及環保與安全等技術要求的不斷提升，新的國家標準也不斷頒布。因此，非金屬礦行業的技術人員和管理者迫切需要掌握或了解非金屬礦加工與應用技術的新發展。正是在這一背景下，《非金屬礦加工與應用》進行了2003年初版以來的第二次修訂。第三版前言
我們這個時代最重要的特征之一是無機非金屬材料及非金屬礦物材料在經濟、社會、科技、環保中得到廣泛應用，或者說在現代高技術新材料產業、傳統產業創新發展、環境保護與生態修復乃至人們的日常生活中的重要地位與作用。正是因為如此，近20年來，無論是世界還是中國，非金屬礦與非金屬礦物材料產業越來越得到重視，產業規模越來越大。與此同時，社會的投資和研發投入也越來越大，從業人員越來越多；加工技術與應用技術創新或更新的步伐越來越快，新的加工技術和應用技術不斷湧現；而且由於應用領域的不斷擴展及社會對產品性能以及環保與安全等技術要求的不斷提升，新的國家標準也不斷頒布。因此，非金屬礦行業的技術人員和管理者迫切需要掌握或了解非金屬礦加工與應用技術的新發展。正是在這一背景下，《非金屬礦加工與應用》進行了2003年初版以來的第二次修訂。
本次修訂基本上保留了第二版的結構和風格，即科學、簡明、先進、實用。主要修訂內容如下：（1）第1章增加了非金屬礦應用的特點；（2）第2章增加了非金屬礦加工中的晶形或結構保護，因為非金屬礦的晶形或結構是其重要的特性之一，該特性與其應用性能和應用價值密切關聯，是非金屬礦加工區別於其他礦物加工的重要共性加工技術之一；（3）共性加工技術中的磨礦分級、超細粉碎和精細分級以及表面改性部分補充了新技術和大型化設備；（4）第3章～第8章，更新了產品技術標準，特別是第二版出版以來修訂和新頒布實施的國家或行業標準；修訂或增加了深加工技術和非金屬礦物材料的新進展或重要的技術創新，特別是表面改性、無機納米復合功能材料、層狀結構礦物插層材料、納米TiO2/多孔非金屬礦物復合材料、石墨烯等；修訂了非金屬礦與礦物材料的應用，補充了應用領域的新變化和新發展；刪除了部分不再先進或已淘汰的技術和已廢棄的產品標準。
本書能夠在10年之內進行第二次修訂出版，作為作者，我首先要感謝這個時代，因為正是這個時代經濟和社會的快速發展和變化促進了非金屬礦和非金屬礦物材料產業的繁榮；其次，我要感謝從事非金屬礦及非金屬礦物材料科學研究、技術開發、生產和應用的廣大科技工作者，是你們為該書的修訂提供了大量的科學技術成果；再有，我要感謝非金屬礦與非金屬礦材料及相關行業的廣大讀者，因為你們的厚愛促使該書因應時代的發展和行業的進步不斷修訂再版；最後，還要感謝化學工業出版社的領導和該書的編輯，如果說該書的修訂再版是作者的一個夢的話，你們就是這本書的最後圓夢者。謝謝！
最後還要說的是，盡管作者在此版的修訂中又做了一些新的努力和嘗試，但難免還存在疏漏之處，繼續歡迎同行專家和讀者批評斧正！

鄭水林2013年6月

第一版前言
非金屬礦是與人類生產、生活密切相關的礦產資源之一，其被人類應用的歷史可以追溯到舊石器時代。伴隨人類文明的進步和科學技術的發展，被發現的可供人類利用的非金屬礦物和岩石的品種越來越多，非金屬礦及其深加工產品越來越廣泛地用於建材、化工、石油、冶金、輕工、機械、農業、藥品等傳統工業部門和以微電子、航空航天、生物化工、新材料和新能源為代表的現代高新技術產業以及環境保護和生態建設領域。同時滿足現代高新技術產業、傳統產業技術進步或產品升級、環境保護等要求的非金屬礦加工和應用技術也在現代科學技術發展的大背景下取得了巨大進步。
我國是世界上非金屬礦產資源品種較多、儲量較為豐富的國家之一。許多非金屬礦種，如石墨、滑石、菱鎂礦、重晶石、螢石等的儲量和年產量居世界前列。根據工業發達國家發展的經驗，在經濟和社會發展到一定程度後，非金屬礦及非金屬礦物材料的消費量和產值必然要大於金屬礦及金屬材料，非金屬礦及其材料產業將像一輪朝陽冉冉升起。我國是一個經濟和社會正在迅速發展和變化的世界大國，高新技術產業的快速發展、傳統產業的技術進步、環保國策的全面落實以及在未來20年全面建設小康社會發展目標的實施將給我國非金屬礦工業帶來前所未有的發展機遇。緊緊抓住這一難得的歷史機遇，不僅將全面提升我國非金屬礦加工應用的水平，而且將成為我國經濟發展的新的增長點，促進我國高新技術產業、傳統產業以及環保產業等的全面發展和進步。但是，我國目前非金屬礦加工應用的廣度和深度還遠遠不夠，在非金屬礦加工應用方面的原創技術還較少，每年出口的大量非金屬礦產品中原礦和初加工產品仍占大多數。由於非金屬礦種類多、應用廣，新礦種和新的應用領域層出不窮，因此，非常有必要出版一本繫統介紹非金屬礦加工與應用的專門知識和發展的著作，以促進我國非金屬礦加工與應用技術的開發和產業的發展。本書正是基於這一背景編寫完成的。
編著本書的指導思想是既要繫統全面地介紹非金屬礦加工與應用的專門知識和最新發展，又要簡明扼要，以免篇幅過長，讀者閱讀和攜帶不方便。因此在內容的編排上重在其一般性(或共性)和先進性，不對具體企業的生產實例進行詳細介紹。考慮到非金屬的加工與應用開發重在其功能性的開發，而非金屬礦產品的功能性又與其結構和組成特性相關，因此在內容的編排上有意將礦物的應用特性、結構和組成特性及功能性相結合。應用領域對非金屬礦產品的技術指標要求對於開發利用非金屬礦至關重要，本書選材的標準是盡量選用最新頒布實施的國家標準、部門標準和行業標準，尚無標準的盡量選用先進的企業標準或技術指標要求。在加工技術的選材上則注重新的技術發展。
本書在綜述現代產業發展與非金屬礦的關繫、非金屬礦的分類和用途、非金屬礦加工應用研究的主要內容及發展趨勢的基礎上從礦石性質和礦物結構特點出發，介紹六大類、四十餘種非金屬礦的應用領域及其發展、技術指標要求和標準以及以選礦提純、超細粉碎、表面和界面改性為特征的深加工技術和相應的礦物功能材料和礦物化工產品加工技術，內容包括緒論、碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物、硫酸鹽礦物、單質非金屬礦、天然復合非金屬礦及其他礦類(磷礦、硼礦、鉀礦、鈦礦、氟礦、水鎂石等)，全書共7章。
在本書的編寫過程中，中國礦業大學北京校區任守政老師對初稿進行了認真審閱，提出了許多寶貴意見。在本書正式出版之際，作者深表謝意和敬意!
編者還要感謝化學工業出版社的領導和編輯，正是他們的慧眼和信任使該書成稿後能夠盡快正式出版!
最後還要說明的是，作者在該書的編寫過程中進行了一些新的嘗試和努力，難免存在不足之處，歡迎同行專家和讀者批評斧正！

編者
2003年1月

第二版前言
非金屬礦是與人類生產、生活密切相關的礦產資源之一，被人類應用的歷史可以追溯到舊石器時代。伴隨人類文明的進步和科學技術的發展，被發現的可供人類利用的非金屬礦物和岩石的品種越來越多，非金屬礦及其非金屬礦物材料越來越廣泛地用於建材、化工、石油、冶金、輕工、機械、農業、藥品等傳統工業部門和以信息、航空航天、生物化工、新材料、新能源為代表的現代高新技術產業以及環境保護與生態建設領域。
中國是世界上非金屬礦產資源品種較多、儲量較為豐富的國家之一。許多非金屬礦種，如石墨、滑石、菱鎂礦、重晶石、螢石等的儲量和年產量居世界前列。中國也是一個經濟和社會正在迅速發展與變化的世界大國，根據工業發達國家發展的經驗，在經濟和社會發展到一定程度後，非金屬礦及非金屬礦物材料的消費量與產值必然要大於金屬礦及金屬材料。因此，未來我國高新技術產業的快速發展、傳統產業的技術進步、資源節約型和環境友好型國策的全面落實將給我國非金屬礦工業帶來前所未有的發展機遇。緊緊抓住這一難得的歷史機遇，全面提升我國非金屬礦加工應用的水平，將成為我國經濟發展的新的增長點，促進我國高新技術產業、傳統產業以及環保、節能環保產業等的全面發展和進步。初版《非金屬礦加工與應用》一書正是基於這一背景下出版的。
本書自2003年初版以來，先後多次重印。五年來非金屬礦產品及礦物材料的應用領域不斷擴大，市場需求量快速增長；產品的行業標準和規範不斷制定和修訂；同時，由於市場驅動和現代科學技術的發展，非金屬礦加工與應用技術得到了快速發展，出現了許多新技術、新工藝和新設備。為了及時反映這些變化和發展，應化學工業出版社和讀者的要求對本書進行了修訂。
此次修訂的指導思想是在初版基礎上增加新應用、新標準和新技術。原版是完全按礦物類型和種類進行編寫，為了更加繫統和避免在各礦種中重復敘述加工技術，本次修訂在按礦種編寫之前增加了一章“非金屬礦共性加工技術”；在各章節的應用部分，增加了新的應用領域；在各章節的技術標準部分，以新的行業標準或國家標準代替原標準；在各礦種的加工技術部分，增設加工技術的新進展。同時，保留了初版的結構和特點，即：①在繫統介紹專業知識時簡明扼要；②在內容的編排上將礦物的應用特性、結構和組成特性及功能性有機結合；③產品技術標準盡量選用最新頒布實施的國家標準、部門標準和行業標準，尚無國標和行業標準的盡量選用先進的企業標準；④在加工技術的選材上注重新的技術發展。
本書綜述了現代產業發展與非金屬礦的關繫、非金屬礦的分類和用途、非金屬礦加工技術研究的主要內容、非金屬礦加工的特點及發展趨勢；在簡要介紹非金屬礦共性加工技術的基礎上從礦石性質和礦物結構特點出發，介紹了六大類、四十餘種非金屬礦的應用領域及其發展、產品標準和技術指標要求以及以精選提純、超細粉碎與精細分級、表面與界面改性為特征的深加工技術和相應的礦物功能材料與礦物化工技術。
本書是進入21世紀以來我國非金屬礦工業快速發展的見證之一。自初版以來，承蒙非金屬礦行業及其相關行業讀者的厚愛，本書五年內多次重印，從一個側面反映了我國非金屬礦工業進入了一個前所未有的快速發展時期。值此修訂完稿之際，對所有為非金屬礦工業發展、技術進步作出貢獻的同行和廣大讀者深表謝忱！
最後還要說的是，盡管作者在此次修編過程中進行了一些新的努力，但肯定還存在不足之處，繼續歡迎同行專家和讀者批評斧正！

編者
2008年8月

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