超细粉碎的概念及意义

一、超细粉

因矿物种类和用途不同，无统一的粒径要求和标准。但对于一般的物料，人们趋向于将粒度10μm以下的的物料称为超细粉。例如，高岭土粒度<2μm，滑石粒度<5μm，云母粉粒度≤325目(44μm)，碳酸钙粒度≤2μm，即为超细。

将固体物料通过一定的方法(物理的、化学的)加工成超细粉的整个过程称为超细粉碎。

二、非金属矿超细粉碎的意义

1.经济效益

非金属矿经超细粉碎后增值效益是相当可观的。如石墨:高碳石墨(C=94.6%～99.0%)6000元/t，而0.5μm彩色显像管石墨乳为3万元/t，增值6倍。云母碎渣700～800元/t，而－325目，径厚比>50的湿磨云母粉为4000～5000元/t，;1.25～1.6mm作优质软磨料的石榴子石1000元/t，加工至1～1.5μm超细抛光粉为6000～7000元/t。

由于非金属矿经过超细粉碎后，具有显著的经济效益，因此，国外非金属矿加工企业一般均有几条至几十条生产线，大力开发和生产非金属矿超细产品，并使产品的规格多样化和系列化。我国目前不少非金属矿加工企业，也认识到了非金属矿超细加工后的增值效益，也在大力开发生产非金属矿的超细粉。

2.扩大非金属矿的实用领域

由于非金属矿超细粉碎技术的出现，以及人们对超细粉优异性能的认识，使很多非金属矿的应用领域突破了传统的应用范围，作为功能性填料、增强剂被广泛用于高级纸张、塑料、橡胶、建材(尤其是精密陶瓷原料)、生物工程材料、精细化工原料等领域。

如白云母，大片的白云母的传统用途是作电气绝缘材料。但随着技术的发展，集成电路的广泛采用，薄膜电容、陶瓷电容的问世，使过去用量最大质量较高的电子管云母片和电容器云母片的用途锐减;而占云母质量95%以上的碎云母(晶体尺寸或质量不合格，而在单晶薄片制品中不能使用)被视为废料———云母碎渣。由于超细加工后，超细云母粉一跃成了云母消耗领域的主导产品，使云母的应用领域突破了电气工业的范畴，而广泛进入塑料、橡胶、石化、油漆、建材等非电领域。

高岭土:传统的应用领域是陶瓷行业。由于超细加工，其超细粉广泛用于塑料、橡胶、纸张等行业作为填料或张纸涂料。尤其是造纸业，欧洲用于造纸填料或涂料的高岭土占其总质量的80%，我国1990年需涂料级高岭土10万t。而国内当年仅能生产1万多吨，其余依靠进口。因此，我国造纸业对涂料级高岭土需求迫切。亟待加强开发与研究。

3.满足高技术、新材料发展的需要

超细加工可以改善非金属矿的比表面积、透明度、吸附性等特性，尤其当物料粒度小于10μm以下后，其表面积、光、电、热、磁、表面特性等均发生了奇特的变化，使用时可获得超常效果，为精细陶瓷原料(陶瓷发动机)、生物工程材料、优质耐火材料、精细化工材料(催化剂)以及国防高科技材料许多领域所必需。

(1)高级功能陶瓷

具有特殊功能(电、磁、声、光、热、化学、力学、生物)的陶瓷有人将其称之为链金属材料，高分子材料之后的第三大材料。在备制时，为了提高其致密性，降低烧成温度，提高强度和韧性，关键之一就是要求粉末原料超纯、超细和均匀化，一般要求达到1μm，一般氧化铝瓷的强度为3000MPa，如果原料粒度小于0.1μm，则强度可以提高1倍。

(2)硅酸钙制品

隔热保温材料，重量小，保温效果好，制品的容量与石英等原料的粒度有关，173～220kg/m³，原料要求<20μm;130kg/m³，原料要求<5μm。

(3)精细化工

原料粒度越细，比表面积越大，表面活性越高，当今化工中的催化剂和触媒剂都要求原料粒度细微均匀，如化妆品、牙膏、各种软膏的添加剂、涂料。

(4)保健品和药品

研究揭示出药品的细度提高(即比表面积增大)，有助于其生物或生理活性的提高，改进临床应用效果，将在一定程度上改变传统的制药业，如传统中药配方，300～400g/副，而超细粉只需10g左右。

近10年来，人们对更小的物质微粒———纳米矿物的性质有了一些研究和认识。由纳米微粒组成的矿物，称之为纳米矿物。现在对纳米级矿物的研究表明，它的物理特性既不同于原子和分子的性质，又不同于块状晶体的特性。它对未来科技的发展将产生深远的影响。

热学性质:

低熔点:2nm金熔点327℃，块状金，1065℃。

低烧结温度:nm级SiO₂烧结温度仅1100℃，块状SiO₂烧结温度1730℃，比传统微粒级SiO₂烧结温度低400～500℃。ZrO₂、Al₂O₃也是如此。

光学性质:

金属的纳米微粒，在可见光下成黑色，呈现对光的完全吸收。如纳米级的金对可见光的吸收率达99%，而光滑的金箔对光的反射率达99%，二者的性质完全相反。在雷达波段，红外波段，它也是最好的吸收体。所以，纳米隐力技术是当代高科技隐力高技术之一，如隐行飞机机身的表面涂层材料。

表面特性及化学活性:

粒径2～10nm的微粒，其表面原子占到总原子数的50%以上，随着粒径变小，其比表面积增大，化学活性大大增加，纳米材料将成为21世纪化学工业催化体的主角。