一、主要對策

要從根本上扭轉非金屬礦行業基礎薄弱、技術及裝備落后的局面，縮小與發達國家差距，開創非金屬礦工業發展新紀元，應該正視存在的問題與發展中的失誤，充分發揮政策引導和經濟杠桿作用，依賴科技進步，初步實現礦產資源利用方式從粗放型向集約型的轉變，向以非金屬礦材料制品加工為主的產業發展方向轉變，形成包括采、選、加工一條龍并符合現代工業要求的完整工業體系。優化調整產業結構，改造、突破多種非金屬礦資源的精深加工及系列化利用資源技術，提高提純和綜合利用水平，擴大非金屬礦應用領域，開發新礦種和重要緊缺非金屬礦物的合成技術，建立我國非金屬礦綜合利用數據庫和評價體系；加工產品及制品系列化、標準化、設備國產化、系列化；開展利用兩種資源滿足國家需求的相關技術經濟研究，解決一批改善我國非金屬礦產品質量及競爭力的關鍵技術；為初步實現非金屬礦產資源開發利用從粗放型向集約型轉變，有效滿足國民經濟和社會發展對非金屬礦產品需求，實現礦山生態環境基本好轉提供技術支撐，使我國的非金屬礦的利用與保護水平達到或接近國際發達國家水平。

主要對策及措施如下。

（1）以市場需求為導向，按照制品—原材料加工—礦山開采的逆順序，統籌布置礦產資源的開發和技術發展，提高資源綜合利用率。加快產業結構調整，發展非金屬礦深加工產品，尤其是為支柱產業及基礎產業配套的產品比重。在企業結構上，以國有大中型企業為龍頭，向跨地區和區域性具有合理經濟規模的綜合性企業集團方向發展。

（2）加快現有企業技術、裝備改造步伐，提高技術開發能力。有選擇地引進深加工技術及裝備，組織消化吸收并創新提高，引進技術與國內技術開發相結合，用現代技術改造現有企業。在國有大中型綜合性企業中建立技術創新中心，通過產、學、研結合，使企業逐步成為技術開發主體，提高技術開發能力及成果轉化率。

（3）繼續貫徹《礦產資源法》和《環境保護法》，堅決制止采富棄貧、亂采濫挖的破壞性開采，對不具備合理開采和綜合利用的小型礦山應加以限制，鼓勵企業合理開采，綜合利用，保護生態環境。

（4）重視加強非金屬礦的基礎性能的測試研究。加快礦產品及材料制品標準向國際標準過渡，逐步在大中型企業中推廣普及ISO9000質量管理和質量保證系列標準，以增強與進口產品的抗衡能力和國際市場上的競爭能力。

（5）調整我國礦產品進出口貿易政策，改變目前“高進低出”局面，提高非金屬礦出口產品的技術含量和產品的質量檔次，逐步擴大制品和深加工產品的出口貿易額，培養拳頭產品和名牌產品，增加創匯份額。

（6）重視人才培養。以科研單位及高等院校為主，加強非金屬礦物應用基礎理論研究。擴大對外技術交流及合作研究，重視定向專業人才培訓。加快使用現代化技術改造現有企業的步伐，引導非金屬礦工業從簡單勞動密集型向技術開發型轉變，向以非金屬礦物材料制品深加工為主的產業發展方向轉變。

二、“十五”期間非金屬礦領域優先解決的科技問題

由于非金屬礦產品種多，總體開發水平低，需要解決的技術面廣，所以，必須從可持續發展的戰略出發，從經濟建設對非金屬礦產品的需求出發安排工作?！笆濉逼陂g我國非金屬礦產利用的優先發展領域主要包括以下幾方面：①優勢非金屬礦產資源的合理利用技術研究，包括煤系高嶺巖的綜合利用；②高性能非金屬礦物材料的研究開發；③非金屬礦產合理利用的關鍵技術和設備的研究開發。

1.非金屬礦物及制品物化性質與性能的揭示與改善

非金屬礦的利用不同于金屬礦。后者利用的是金屬元素；前者可以利用非金屬元素，但更多地是利用礦物的性能特征。多數情況下，非金屬礦物的被利用是建立在礦物在電場、磁場、重力和應力場等物理場和化學環境中性狀反應、行為變化的基礎上，建立在非金屬礦物與有機、無機、生物物質的協同作用的基礎上。而非金屬礦物的性能是由礦物本身的晶體結構和物化性質決定的；不同的礦物即便化學成分相同，也表現出性能上的差異。這是開發非金屬礦新用途和開發新型非金屬礦資源的基礎，也是改造、設計優化礦物性能的基礎。

只有用高水平的基礎理論作指導，才能開發出高性能的產品。主要研究內容如下。①非金屬礦物某些特殊物化性能的研究。a.在各種電磁波下的反射、吸收、透射；b.礦物表面結構、表面官能團、表面生物活性及表面親和性；c.材料學意義的電、熱、聲、光、磁學及吸附性能；d.礦物晶體中發生在電子、原子、分子層次上的物理及化學反應；e.在高溫、高壓和低溫下某些礦物物化性能的變化；f.礦物物化性能與成分、結構、缺陷、結晶有序度、層間電荷、結晶水、使用環境的關系。②主要非金屬礦產性能測試技術方法研究。③主要非金屬礦及其制品標準的制定。④層狀、粒狀、纖維狀非金屬礦物的特性及其共性。⑤主要非金屬礦產復合材料的結構工程設計、性能及應用的開發研究。⑥非金屬礦產及其制品在工業塑料、工程陶瓷等材料中的應用性能對比。

2.“非金屬礦資源綜合利用程度”評價標準、評價方法及評價體系及其信息化，非金屬礦產資源合理利用與保護數據庫

對絕大多數非金屬礦來說，質量優劣決定其利用的可能性和利用程度。必須重視質量評價、正確處理原礦質量與應用、加工、產品之間的關系。目前以“三率”（采礦回收率、貧華率、選礦回收率）為主要指標的方法，只能反映非金屬礦原礦開采、選礦工藝技術、加工初級原料的水平，導致產品質量不齊，應用效果不佳，資源浪費嚴重，市場價格混亂，為此建立新的評價體系勢在必行。

在原“三率”評價綜合利用的基礎上，建立精、深加工工藝技術和產品質量技術水平的評價體系。由統計指標、評價指標，建立考核體系，以確立新的評價體系，并根據市場和技術發展，使其動態化、信息化。

我國非金屬礦工業積累了大量資料，但很分散，需經格式化整理，建立一個便于檢索、查閱的數據系統及自動進行規律、趨勢分析的智能系統。為決策機構提供依據，快捷地為科研、生產部門提供參考資料，避免低層次的重復研究，加快科研成果的轉化。數據庫包括：國內非金屬礦資源的地質特征（礦種、儲量、分布地區、伴生礦物及嵌布特性、開采條件、礦石特征、與國外同種礦床、礦物對比）；已開發的礦床的礦產利用情況，工廠規模，工藝生產條件，產品種類、產量及質量；非金屬礦礦產品的物理、化學結晶特性，現實及可能的應用領域；各類尾礦礦物特性及利用的可能性，二次資源的產狀、性狀及回收利用的可能性；國內外非金屬礦產及其制品的性能、產品質量標準；國內、國際市場銷量、潛勢及價格變化規律。

3.若干關鍵技術（含設備）的研究

包括：①非金屬礦富集提純加工新技術；②超細粉碎及剝片技術、固液分離技術、精密分級技術、改性改型、二次造粒及功能化技術；③非金屬礦煅燒技術；④合成技術；⑤采礦過程中的資源保護與利用技術；⑥面向工業部門要求的非金屬礦物工程性質研究與設計；⑦非金屬礦物制品技術；⑧高技術在非金屬礦領域的應用；⑨標準化技術；⑩利用兩種資源滿足國內需求的相關技術。

三、非金屬礦應用研究和開發利用發展方向

我國非金屬礦應用研究和開發利用主要發展方向是為國家四大支柱產業（建筑、汽車、機電、石化）和有關產業（農業、環保、輕工、精細化工）提供非金屬礦配套產品服務。開發重點如下。

1.新型高性能摩擦材料

新型高性能摩擦材料一般由增強材料（石棉）、基體材料（改性樹脂）和填料（非金屬礦和金屬粉，調節磨擦系數）三部分組成，經加工制成各種制動制品。制動制品要求機械強度高，導熱性低，耐熱性好，耐堿性好，絕緣性好，這些技術指標使汽車摩擦材料成為一種耗量較大的高科技產品。年需要量約16萬t，預計到2010年我國汽車業需要的摩擦材料將達到34萬t。目前市場優質制品少，直接影響汽車的性能和安全。大量進口汽車采用進口摩擦材料制成制動器。由于制動出現的瞬時高溫，增強材料石棉使制品表面產生熱衰退，導致材料磨損，特別是石棉對人體健康的影響，使研究新型耐高溫無石棉或少石棉摩擦材料成為各工業發達國家研究的熱點。無石棉摩擦材料除采用半金屬摩擦材料、玻璃纖維、芳綸摩擦材料作為石棉的代用品外，主要研究用凹凸棒石粘土、海泡石粘土、水鎂石、硅灰石等具有纖維結構的礦物作為增強摩擦材料。除應用纖維礦物外，利用蛭石、云母、石墨等片狀礦物作為增強摩擦材料是一個發展新領域，其增強性能優于纖維增強材料，生產工藝簡單，生產成本低、有較好的發展前景。汽車制動器也適用于船舶、機車、航空，是一項市場廣闊的消耗性工業材料。

例如開發轎（輕型）車用第三代無石棉摩擦材料，取代目前市場上使用的石棉基和金屬基摩擦材料。第三代摩擦材料具有比重小、摩擦系數穩定、摩擦系數≥0.35（350℃時），使用壽命5萬km以上，無噪音、無銹蝕等優點。以年產第三代轎車剎車片40萬套計，產值3200萬元，利稅1200萬元。

2.高性能密封材料

傳統密封材料的技術性能已不能滿足現代汽車、機械、工業裝置及原子能工業和國防工業的要求，現代工藝要求高性能密封材料。高性能密封材料的開發研究是利用某些非金屬礦物具有的物化特性，采用現代復合技術，制出能滿足各種苛刻使用條件的密封材料，如柔性石墨復合密封材料、浸硅石墨密封材料、蛭石復合密封材料、云母和海泡石耐熱密封材料等。

主要技術指標：①浸硅石墨密封材料，密度2.8～3.1g/cm3，自由孔隙度＜10%,1500℃抗壓強度300～355MPa；②柔性石墨密封材料，硫含量＜50×10-6～500×10-6，使用溫度－200～450℃；③云母、海泡石、蛭石密封材料，使用溫度600～1000℃。

3.高技術石墨功能性材料

石墨是21世紀最有前景的三大新興材料之一。高技術石墨功能性能材料主要有：核能用超低硫和高純級柔性石墨；鋰離子電池用天然石墨陽極材料；治理油污染石墨環保材料；國內各種彩色顯象管急需的不同牌號石墨乳；合成氨石墨高效催化劑；高導電石墨材料。

主要技術指標：①核能級柔性石墨，C≥99.98%,S≤50×10-6,Cl≤10×10-6；②鋰離子電池石墨陽極，C≥99.98%，電容量300mAh/g；③石墨吸附材料，飽和吸油20g/g，再生率80%；④合成氨石墨高效催化劑，在350℃、10h時，轉化率90%；⑤高導電石墨材料，導電率1.0×10-6Ωcm-1。

彩色顯象管石墨乳重點安排用量大的內涂、外涂和黑底石墨乳。根據國內生產線對品種的需求，分別按日立、松下、東芝、飛利浦和GE系列等牌號研制。

上述產品要求高固定碳石墨原料，因此必須先解決以下技術問題。①機械選礦提純獲固定碳含量＞98%的高碳石墨新技術，保護大鱗片選礦技術，為進一步化工處理提供優質石墨原料。②高純鱗片石墨粉，C≥99.9%，粒度＋100目；C≥99.9%，粒度－200+325目。③高純鱗片石墨超細微粉，C≥99.9%，粒度－2μm,D50≤0.3μm；C≥99.9%，粒度-0.8μm,D50≤μm。

4.為建筑業提供非金屬礦產品

建筑業是非金屬礦的主要應用領域，世界各類建筑用非金屬礦產品的年消耗量約占非金屬礦產品總消耗量的60%以上。到2010年，我國建筑業增加值將達到1萬億元。隨著建筑材料需求量高速增長，為新型建筑材料的開發研究和生產創造了良好時機。除傳統建材（水泥、玻璃、陶瓷）外，應開展裝飾建材、涂料飾材、節能材料等方面的開發研究。

（1）裝飾建材　隨著人民生活水平的提高，裝飾建材的需求量不斷增加，我國目前建筑裝飾材料消耗比10年前提高了20%～30%，裝飾建材的消耗約占建筑工程造價的40%～60%。建筑裝飾材料有33類產品，其中石材、陶瓷、玻璃、吊頂幕墻等裝飾材料都是與非金屬礦密切相關的，有的直接用作裝飾材料，如大理石、花崗石等裝飾石材；有的經加工后制成裝飾材料，如釉面磚、墻地磚、衛生陶瓷等陶瓷裝飾材料。我國是世界最大的建筑陶瓷生產國，但當前陶瓷裝飾材料存在的主要問題是產品質量和檔次達不到國際先進水平，品種少，做工粗糙。要使我國的建筑裝飾陶瓷檔次達到國際先進水平，首先應做到原料（坯體原料和釉料）標準化和系列化，同時還應研究開發新型陶瓷原料，如葉蠟石、硅灰石、含鋰粘土、黑粘土、球粘土、絹云母、玄武巖、輝綠巖、頁巖等。

（2）涂料飾材　涂料是一種裝飾材料，是化工部16種主要產品之一。我國目前約有涂料生產廠家2500多家，年產量100多萬噸，為世界第五位。但人均消費量低，為1kg/（年·人）；而德國為20kg/（年·人）。隨著人們生活水平的提高，涂料飾材的需求量將會增加，對檔次的要求也會愈來愈高。涂料中的各種體質顏料都是用非金屬礦加工制成的，在涂料中起填充作用，通過填充增加涂層厚度，改善涂料的性能（如懸浮性防止分層），提高涂層耐磨性和耐久性，降低生產成本。常用的體質顏料有碳酸鈣、重晶石、白碳黑、滑石粉、高嶺土、云母粉、硅灰石、凹凸棒粘土、海泡石粘土、膨潤土等。體質顏料的用量約占涂料所用原材料總用量的10%～30%，因此非金屬礦是涂料飾材的一個重要原料。作體質顏料用的非金屬礦的提純、細粉碎和超細粉碎、表面改性都是提高涂料質量的重要因素。

5.節能用非金屬礦

非金屬礦加工中節能降耗及其作為節能降耗產品的研究受到廣泛重視，成果得到不斷推廣應用。非金屬礦物材料加工業是高能耗產業，其發展依賴于能源工業的發展，能源狀況將對非金屬礦物材料加工業產生重要的影響。因此，節能降耗的加工技術、設備和工藝對非金屬礦物材料的加工具有重要意義。如碎磨作業能耗通常占產品成本的50%～70%，燒制高溫耐火材料也是高能耗作業等。已投入工業化應用的節能降耗技術和設備有多碎少磨、強化分級、攪拌磨和錐磨機等新型碎磨設備，絮凝和載體分選等新型分選技術和設備，各種新型節能窯爐等。另一方面，一些非金屬礦物又可用作節能材料，如硅灰石、透輝石、透閃石、霞石正長巖、蛭石、珍珠巖、硅藻土、石棉等節能原料在陶瓷、玻璃、管道、隔熱保溫、低溫絕緣等領域的應用。如硅灰石、透輝石、透閃石等在陶瓷工業中的應用，可以降低燒成溫度、縮短燒成時間、減少坯體收縮和膨脹。又如用膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維、石棉等制成的各種保溫隔熱板材、管材。高速發展的建筑業對建筑材料提出了更高的要求，需要大量的高強度、輕質量、保溫隔音性能好、擴大使用面積、提高施工進度的新型建筑材料。針對我國節能材料的現狀，主要開發研究新型優質低溫燒成原料和新型保溫隔熱材料。

6.加強填料非金屬礦的開發利用

塑料、橡膠、涂料、粘結劑、化妝品、造紙等工業產品需要大量的非金屬礦物做填料，填料的加入不僅改善了產品的物理性能，而且降低了成本。在這些工業產品中，非金屬礦物加入量從20%～60%不等。工業填料是一種用量大、應用范圍廣的非金屬礦材料，國外已形成獨立的填料工業。以塑料制品為例，根據輕工總會的《塑料制品工業“九五”計劃和到2010年的長遠規劃》，我國塑料制品的產量2000年計劃達到800萬噸，2010年規劃達到1600萬噸。非金屬礦物填料平均填量按20%計，需用各種非金屬礦物填料160萬～320萬t。用做工業填料的非金屬礦種類很多，如碳酸鈣、滑石、硅灰石、絹云母、重晶石、粉石英、伊利石、水鎂石、珍珠巖、高嶺土等，經粉碎、超細粉碎和表面改性處理后，可制成各種性能和各種品牌的工業粉體填料。

在填料非金屬礦的開發中要解決提純、增白、微粉的粒度及粒級分布、表面改性劑及改性技術等。

7.為農業和環保工業提供非金屬礦產品

農業和環保業是國民經濟的基礎。農業是非金屬礦的一個重要應用領域，我國是一個農業大國，農業的現代化生產和耕種土地的自然保護一直受到國家重視。農用非金屬礦除了硫、磷、鉀等資源外，用于保肥保水、土壤改良、飼料、農藥載體等非金屬礦的開發利用已受到各國高度重視。這些非傳統的農用非金屬礦有沸石、膨潤土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、蛭石、珍珠巖、硅藻土、泥炭等。

（1）化肥及農藥載體非金屬礦　國外普遍采用非金屬礦做顆粒肥料粘結劑，可以改善造粒質量、提高抗壓強度、防止氮素揮發損失、減少肥效流失、不返潮、不結塊、改良土壤結構、保持土壤水分、改善土壤導液性和透氣性。目前我國年產化肥1.1億t，居世界第二位，但結構不合理。在1.1億t化肥中復合肥為400萬t，僅占化肥總產量的4%，高濃度復合肥更少，僅為70萬t。世界發達國家采用復合肥比例較大，歐共體國家產品的復合肥占化肥總產量的60%。我國有關部委提出復合肥產量逐步提高到30%，同時要發展高濃度復合肥。用作復合肥粘結劑主要是粘土類礦物，加入量一般為5%～15%，這樣每年就需要粘土類制品200萬～300萬噸，市場容量大。對于復合肥粘結劑，尤其是高濃度復合肥粘結劑的制備還有一些技術問題需要解決。

礦物肥料是根據農作物的需要和土壤成分，利用非金屬礦的物化性能以及含有的化學成分和微量元素，加工適合不同農作物使用的專用礦物肥料。我國在復合肥和礦物肥料的開發研究和生產方面已有一定基礎，應進一步加強技術開發、多品種的開發以及推廣應用，逐步形成一個有特色的產業。

一些層狀、鏈層狀、孔狀結構的非金屬礦（膨潤土、沸石、凹凸棒石粘土、海泡石粘土等）是農藥的理想載體，有較大的應用前景。

（2）環保用非金屬礦　許多非金屬礦物，如蒙脫石、累托石、沸石、硅藻土、水鎂石等，具有優異的吸附過濾、脫色和漂白性能，用于處置廢氣、廢水和固體廢物以及放射性廢物時有很強的優勢。開發新型的用于環境保護的非金屬礦物材料，不僅有巨大的社會效益，經濟效益也很顯著。如用膨潤土或沸石作為核廢物地質處置緩沖/回填料材料，應用沸石、凹凸棒石、海泡石、硅藻土、水鎂石等處理冶金廢水、造紙廢水、印染廢水、制革廢水等。

除上述應重點開發研究的7個方面外，還有納米材料、合成材料等高科技領域里的非金屬礦的開發應用也應受到重視，如分子篩系列產品、工程陶瓷材料（氧化物、氮化物、硼化物、碳化物）、合成硅及系列產品、超硬材料及薄膜材料、晶須材料合成技術等。

主要參考文獻

[1]　《非金屬礦工業手冊》編輯委員會，非金屬礦工業手冊（上、下冊），冶金工業出版社，1992。

[2]　宋瑞祥主編，中國礦產資源報告，地質出版社，1997.3。

[3]　李兆龍等，從申請的專利數量看我國非金屬礦開發利用與世界差距，建材地質，1997.第90期。

標簽：非金屬礦發展方向利用