第1章　绪　论

1.1　现代产业发展与非金属矿

非金属矿和岩石是人类利用最早的地球矿产资源。从原始人使用的石斧、石刀到现在以各种非金属矿和岩石为原（材）料制备的无机非金属材料、有机/无机复合材料、微电子和光电子材料、化工和生物医学材料等新材料，人类在利用非金属矿物和岩石原（材）料方面走过了从简单利用到初步加工后利用，再到深加工和综合利用的漫漫历程。非金属矿加工利用技术的每一次进步都伴随着人类科学技术的进步和人类文明的发展。同时，人类科学技术和文明的发展又都促进非金属矿加工利用的发展。但是，在现代科技革命和新兴产业发展之前的人类漫长历史长河中，基本上是以金属材料为主导。现代科技革命、产业发展、社会进步、人类生活质量的提高和健康与环境保护意识的普遍觉醒开创了广泛应用非金属矿物和岩石材料的新时代。非金属矿深加工及非金属矿物材料产业已被视为21世纪的朝阳产业之一。

人类在进入21世纪后，以电子、信息、生物、航空航天、海洋开发以及新能源和新材料为主的高技术和新材料产业逐渐壮大。这些高技术和新材料产业与非金属矿物原料及非金属矿物和岩石材料密切相关。例如，石墨、云母、石英、锆英石、金红石、高岭土等与微电子、光电子及信息技术及其产业有关； 氧化硅、石墨、云母、高岭土、硅灰石、硅藻土、滑石、方解石、冰洲石、硅线石、石英、红柱石、蓝晶石、石棉、菱镁矿、石膏、珍珠岩、叶蜡石、金刚石、石榴子石、蛭石、透辉石、透闪石、电气石、沸石、玄武岩、辉绿岩等与新材料技术及其产业有关；石墨、重晶石、膨润土、石英等与新能源有关；沸石、麦饭石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨润土、蛋白土、珍珠岩、高岭土等与生物技术及食品与药品等健康产业有关；石墨、石棉、云母、石英等与航空航天技术与产业有关。因此，高技术和新材料产业与非金属矿和岩石密切相关，是21世纪非金属矿深加工技术和产业发展的重要机遇之一。

进入21世纪，化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业普遍引入新技术和使用新材料，进行技术创新和产业转型升级。这些产业的技术进步与产业转型升级与非金属矿深加工产品密切相关。例如，造纸工业的技术进步和产品结构调整需要大量高纯、超细的重质碳酸钙、高岭土、滑石等高白度非金属矿物颜料和填料；高分子材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）的技术进步以及工程塑料、塑钢门窗、塑料管材等复合材料的兴起需要大量超细和活性碳酸钙、高岭土、滑石、针状硅灰石、云母、透闪石、二氧化硅、水镁石以及氢氧化镁、氢氧化铝等矿物功能填料；汽车面漆、乳胶漆以及防腐蚀和辐射、道路发光等特种涂料需要大量的珠光云母、着色云母、超细和高白度碳酸钙、超细二氧化硅、针状超细硅灰石、超细和高白度煅烧高岭土、超细重晶石、有机膨润土等非金属矿物颜料、填料和增黏剂；冶金工业的技术进步和产品结构调整需要高品质的以硅线石、红柱石、蓝晶石等高铝矿物为原料的优质耐火材料和以镁（菱镁矿）和碳（石墨）为原料的镁碳复合材料；新型建材和防火、节能产品的发展需要大量的石膏板材和饰面板、花岗岩和大理岩板材和异形材以及以硅藻土、超细石英粉、石灰粉等为原料的微孔硅钙板、膨胀珍珠岩、硅藻土等保温隔热材料、石棉制品等；石化工业的技术进步和产业升级需要大量具有特定孔径分布、活性和选择性好的沸石和高岭土基催化剂、载体以及以膨润土为原料的活性白土；机电工业的技术进步需要以碎云母为原料制造的云母纸和云母板绝缘材料、高性能的柔性石墨密封材料、石墨盘根、石棉基板材和垫片；汽车工业的发展需要大量非金属矿物纤维为基料的摩擦材料以及以滑石、云母、硅灰石、透闪石、超细碳酸钙等为无机填料的工程塑料和底漆；化学纤维工业的发展需要超细二氧化钛、电气石、二氧化硅、云母等填料以生产出有利于人类健康的功能纤维；电池材料的技术进步，需要石墨、萤石、含锂矿物原料或材料。综上所述，传统产业的技术进步和产业结构转型升级与非金属矿物材料紧密相连，是21世纪初非金属矿深加工技术和产业发展的主要机遇之一。

环境保护和生态修复是人类21世纪面临的重大挑战之一，它直接关系到人类的生存和经济社会的可持续发展。随着人类环保意识的增强、全球环保标准及要求的提高以及对生态建设的日渐重视，环保和生态修复产业将成为21世纪最重要的产业之一。许多非金属矿，如硅藻土、沸石、膨润土、凹凸棒石、海泡石、蛋白土、石墨、珍珠岩、蛭石、高岭土、埃洛石等经过加工后具有选择性吸附有害及各种有机和无机污染物的功能，而且具有原料易得、单位处理成本低、本身不产生二次污染等优点，可以用来制备新型环境保护材料；膨润土、凹凸棒石、海泡石、珍珠岩、蛭石、沸石等还可用于固沙和改良土壤。许多非金属矿还是环境友好材料，加工、应用过程和应用后清洁环保，例如，在塑料薄膜中加入一定量的超细重质碳酸钙可制成降解塑料，超细水镁石、含水铝石用作高聚物基复合材料的阻燃填料不仅可以阻燃，而且不产生可致人死亡的毒烟。因此，环保产业和生态修复是21世纪非金属矿深加工技术和非金属矿物材料发展的另一个重要机遇。