1.3　非金屬礦物的用途

1.3.1　我國早期對非金屬礦物材料的使用

就廣義而言，中華民族對非金屬礦產資源的利用最早可以追溯到距今約170萬年以前，當時云南元謀人已經懂得選擇質地較硬的石英巖打制石器。高嶺土在我國最早用于陶瓷原料。據考證，中國目前已知的最早陶器制作于八九千年前的新石器時代。中國目前已知的最古老瓷器制作于公元1世紀的東漢時期，比歐洲早一千多年。在英語中陶瓷一詞乃由中國的國名China轉化而來，而作為主要陶瓷原料的高嶺土（kaoli）和組成高嶺土的主要礦物高嶺石（kaolinite）又都是以中國瓷都景德鎮的陶瓷原料產地高嶺村來命名的。云母在我國最早就是作為寶石來對待的。而石膏、芒硝在我國古代用于藥石的記載在古籍中已有近千年歷史。我國對耐火材料、冶煉熔劑和石墨的使用也是很早的，在西漢（公元前206年～公元23年）中晚期已可以看到由耐火黏土摻石英等制成的耐火磚。

總之，中華民族在漫長的歷史中曾經為人類文明做出過卓越貢獻，在非金屬礦物的應用史上也同樣有自己創造性的成就。

1.3.2　非金屬材料的現代用途

目前，非金屬礦物材料廣泛應用于化工、機械、能源、汽車、輕工、食品加工、冶金、建材等傳統產業以及航空航天、電子信息、新材料等為代表的高新技術產業和環境保護與生態建設等領域。

以電子信息、航空航天、海洋開發、新材料和新能源為代表的高新技術產業與非金屬礦物材料密切相關。例如，氧化鋁、氧化硅、碳化硼、碳化硅、石墨等與新材料產業有關；石墨、云母、石英、鋯英石、氧化鋁等礦物材料等為原料制得的光導纖維、陶瓷半導體、壓電材料、云母電容器和云母板等與電子信息產業有關，因此，非金屬礦加工技術的發展對高技術新材料產業的發展有重要影響。例如，具有特殊功能（電、磁、聲、光、熱、化學、力學、生物等）的高技術陶瓷是近十年來迅速發展的新材料，被稱為繼金屬材料和高分子材料后的第三大材料。在制備高性能陶瓷材料時，非金屬礦物原料越純，粒度越細，材料的致密性越好，強度和韌性越高，一般要求原料的粒度小于1μm甚至0.1μm。如果原料細度能到納米級，則制備的陶瓷稱為納米陶瓷，性能更加優異，是當今陶瓷材料發展的最高境界。因此，非金屬礦物加工技術是高技術陶瓷發展的關鍵，只有發展了非金屬礦物的高純加工技術和超微細粉體加工制備技術才有高技術陶瓷材料的迅速發展。此外，高分子基復合材料是當代新材料發展的重要領域之一。復合材料的重要組分之一是無機非金屬礦物填料，包括碳酸鈣、高嶺土、滑石、云母、硅灰石、石英、氧化鋁、氧化鎂、炭黑等，這些非金屬礦物填料的粒度越細、與有機基質的相容性越好，復合材料的綜合性能就越好。解決超細問題要依靠超細粉碎技術，而解決與有機基質的相容性問題要依賴一種新的非金屬礦深加工技術——礦物表面改性。其他如特種涂料、高級磨料、催化劑載體、吸附材料等要求非金屬礦物原料純度高、粒度細或粒度分布較窄、表面活性好。因此，必須要對其進行提純、粉碎和分級以及表面改性等加工。

化工、機械、能源、汽車、輕工、冶金、建材等傳統產業的技術進步與產業升級也與非金屬礦物材料密切相關。例如，高分子材料（塑料、橡膠、膠黏劑等）的技術進步以及工程塑料、塑鋼門窗等高分子基復合材料的興起，每年需要數以百萬噸計的超細和活性碳酸鈣、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、氫氧化鋁等功能礦物填料制得的細粉（10～1000μm），超細粉（0.1～10μm），超細微粉或一維、二維納米粉（0.001～0.1μm），表面改性粉體，高純度粉體，復合粉體，高長徑比針狀粉體以及多孔粉體；因此，傳統產業的技術進步和產業升級與非金屬礦物材料緊密相連，為滿足傳統產業的技術進步或技術改造對非金屬礦產品的技術要求，要對非金屬礦進行提純、粉碎（包括超細粉碎）和表面改性等加工。

環境保護和生態建設直接關系到人類的生存和經濟社會的可持續發展，環保產業將成為21世紀最重要的新興產業之一。許多非金屬礦，如硅藻土、沸石、膨潤土、凹凸棒石、海泡石、電氣石、麥飯石等經過加工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、珍珠巖、蛭石等還可用于固沙和改良土壤；超細水鎂石用于高聚物基復合材料的阻燃填料不僅可以阻燃，而且不產生可致命的毒煙。