1.3　非金属矿物的用途

1.3.1　我国早期对非金属矿物材料的使用

就广义而言，中华民族对非金属矿产资源的利用最早可以追溯到距今约170万年以前，当时云南元谋人已经懂得选择质地较硬的石英岩打制石器。高岭土在我国最早用于陶瓷原料。据考证，中国目前已知的最早陶器制作于八九千年前的新石器时代。中国目前已知的最古老瓷器制作于公元1世纪的东汉时期，比欧洲早一千多年。在英语中陶瓷一词乃由中国的国名China转化而来，而作为主要陶瓷原料的高岭土（kaoli）和组成高岭土的主要矿物高岭石（kaolinite）又都是以中国瓷都景德镇的陶瓷原料产地高岭村来命名的。云母在我国最早就是作为宝石来对待的。而石膏、芒硝在我国古代用于药石的记载在古籍中已有近千年历史。我国对耐火材料、冶炼熔剂和石墨的使用也是很早的，在西汉（公元前206年～公元23年）中晚期已可以看到由耐火黏土掺石英等制成的耐火砖。

总之，中华民族在漫长的历史中曾经为人类文明做出过卓越贡献，在非金属矿物的应用史上也同样有自己创造性的成就。

1.3.2　非金属材料的现代用途

目前，非金属矿物材料广泛应用于化工、机械、能源、汽车、轻工、食品加工、冶金、建材等传统产业以及航空航天、电子信息、新材料等为代表的高新技术产业和环境保护与生态建设等领域。

以电子信息、航空航天、海洋开发、新材料和新能源为代表的高新技术产业与非金属矿物材料密切相关。例如，氧化铝、氧化硅、碳化硼、碳化硅、石墨等与新材料产业有关；石墨、云母、石英、锆英石、氧化铝等矿物材料等为原料制得的光导纤维、陶瓷半导体、压电材料、云母电容器和云母板等与电子信息产业有关，因此，非金属矿加工技术的发展对高技术新材料产业的发展有重要影响。例如，具有特殊功能（电、磁、声、光、热、化学、力学、生物等）的高技术陶瓷是近十年来迅速发展的新材料，被称为继金属材料和高分子材料后的第三大材料。在制备高性能陶瓷材料时，非金属矿物原料越纯，粒度越细，材料的致密性越好，强度和韧性越高，一般要求原料的粒度小于1μm甚至0.1μm。如果原料细度能到纳米级，则制备的陶瓷称为纳米陶瓷，性能更加优异，是当今陶瓷材料发展的最高境界。因此，非金属矿物加工技术是高技术陶瓷发展的关键，只有发展了非金属矿物的高纯加工技术和超微细粉体加工制备技术才有高技术陶瓷材料的迅速发展。此外，高分子基复合材料是当代新材料发展的重要领域之一。复合材料的重要组分之一是无机非金属矿物填料，包括碳酸钙、高岭土、滑石、云母、硅灰石、石英、氧化铝、氧化镁、炭黑等，这些非金属矿物填料的粒度越细、与有机基质的相容性越好，复合材料的综合性能就越好。解决超细问题要依靠超细粉碎技术，而解决与有机基质的相容性问题要依赖一种新的非金属矿深加工技术——矿物表面改性。其他如特种涂料、高级磨料、催化剂载体、吸附材料等要求非金属矿物原料纯度高、粒度细或粒度分布较窄、表面活性好。因此，必须要对其进行提纯、粉碎和分级以及表面改性等加工。

化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业的技术进步与产业升级也与非金属矿物材料密切相关。例如，高分子材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）的技术进步以及工程塑料、塑钢门窗等高分子基复合材料的兴起，每年需要数以百万吨计的超细和活性碳酸钙、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、氢氧化铝等功能矿物填料制得的细粉（10～1000μm），超细粉（0.1～10μm），超细微粉或一维、二维纳米粉（0.001～0.1μm），表面改性粉体，高纯度粉体，复合粉体，高长径比针状粉体以及多孔粉体；因此，传统产业的技术进步和产业升级与非金属矿物材料紧密相连，为满足传统产业的技术进步或技术改造对非金属矿产品的技术要求，要对非金属矿进行提纯、粉碎（包括超细粉碎）和表面改性等加工。

环境保护和生态建设直接关系到人类的生存和经济社会的可持续发展，环保产业将成为21世纪最重要的新兴产业之一。许多非金属矿，如硅藻土、沸石、膨润土、凹凸棒石、海泡石、电气石、麦饭石等经过加工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、珍珠岩、蛭石等还可用于固沙和改良土壤；超细水镁石用于高聚物基复合材料的阻燃填料不仅可以阻燃，而且不产生可致命的毒烟。