第1章　緒　論

1.1　現代產業發展與非金屬礦

非金屬礦和巖石是人類利用最早的地球礦產資源。從原始人使用的石斧、石刀到現在以各種非金屬礦和巖石為原（材）料制備的無機非金屬材料、有機/無機復合材料、微電子和光電子材料、化工和生物醫學材料等新材料，人類在利用非金屬礦物和巖石原（材）料方面走過了從簡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的每一次進步都伴隨著人類科學技術的進步和人類文明的發展。同時，人類科學技術和文明的發展又都促進非金屬礦加工利用的發展。但是，在現代科技革命和新興產業發展之前的人類漫長歷史長河中，基本上是以金屬材料為主導。現代科技革命、產業發展、社會進步、人類生活質量的提高和健康與環境保護意識的普遍覺醒開創了廣泛應用非金屬礦物和巖石材料的新時代。非金屬礦深加工及非金屬礦物材料產業已被視為21世紀的朝陽產業之一。

人類在進入21世紀后，以電子、信息、生物、航空航天、海洋開發以及新能源和新材料為主的高技術和新材料產業逐漸壯大。這些高技術和新材料產業與非金屬礦物原料及非金屬礦物和巖石材料密切相關。例如，石墨、云母、石英、鋯英石、金紅石、高嶺土等與微電子、光電子及信息技術及其產業有關； 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及其產業有關；石墨、重晶石、膨潤土、石英等與新能源有關；沸石、麥飯石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨潤土、蛋白土、珍珠巖、高嶺土等與生物技術及食品與藥品等健康產業有關；石墨、石棉、云母、石英等與航空航天技術與產業有關。因此，高技術和新材料產業與非金屬礦和巖石密切相關，是21世紀非金屬礦深加工技術和產業發展的重要機遇之一。

進入21世紀，化工、機械、能源、汽車、輕工、冶金、建材等傳統產業普遍引入新技術和使用新材料，進行技術創新和產業轉型升級。這些產業的技術進步與產業轉型升級與非金屬礦深加工產品密切相關。例如，造紙工業的技術進步和產品結構調整需要大量高純、超細的重質碳酸鈣、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）的技術進步以及工程塑料、塑鋼門窗、塑料管材等復合材料的興起需要大量超細和活性碳酸鈣、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；汽車面漆、乳膠漆以及防腐蝕和輻射、道路發光等特種涂料需要大量的珠光云母、著色云母、超細和高白度碳酸鈣、超細二氧化硅、針狀超細硅灰石、超細和高白度煅燒高嶺土、超細重晶石、有機膨潤土等非金屬礦物顏料、填料和增黏劑；冶金工業的技術進步和產品結構調整需要高品質的以硅線石、紅柱石、藍晶石等高鋁礦物為原料的優質耐火材料和以鎂（菱鎂礦）和碳（石墨）為原料的鎂碳復合材料；新型建材和防火、節能產品的發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；石化工業的技術進步和產業升級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、載體以及以膨潤土為原料的活性白土；機電工業的技術進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、石墨盤根、石棉基板材和墊片；汽車工業的發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、超細碳酸鈣等為無機填料的工程塑料和底漆；化學纖維工業的發展需要超細二氧化鈦、電氣石、二氧化硅、云母等填料以生產出有利于人類健康的功能纖維；電池材料的技術進步，需要石墨、螢石、含鋰礦物原料或材料。綜上所述，傳統產業的技術進步和產業結構轉型升級與非金屬礦物材料緊密相連，是21世紀初非金屬礦深加工技術和產業發展的主要機遇之一。

環境保護和生態修復是人類21世紀面臨的重大挑戰之一，它直接關系到人類的生存和經濟社會的可持續發展。隨著人類環保意識的增強、全球環保標準及要求的提高以及對生態建設的日漸重視，環保和生態修復產業將成為21世紀最重要的產業之一。許多非金屬礦，如硅藻土、沸石、膨潤土、凹凸棒石、海泡石、蛋白土、石墨、珍珠巖、蛭石、高嶺土、埃洛石等經過加工后具有選擇性吸附有害及各種有機和無機污染物的功能，而且具有原料易得、單位處理成本低、本身不產生二次污染等優點，可以用來制備新型環境保護材料；膨潤土、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境友好材料，加工、應用過程和應用后清潔環保，例如，在塑料薄膜中加入一定量的超細重質碳酸鈣可制成降解塑料，超細水鎂石、含水鋁石用作高聚物基復合材料的阻燃填料不僅可以阻燃，而且不產生可致人死亡的毒煙。因此，環保產業和生態修復是21世紀非金屬礦深加工技術和非金屬礦物材料發展的另一個重要機遇。