我國非金屬礦產品的開發利用始于50年代,到目前為止已經發現有經濟價值的非金屬礦產就達100多種,產地達5000余處。作為重要的工業資源,非金屬礦產量占礦物開采總量的70%。非金屬礦大部分經粉碎分級后直接用于農業、化工、造紙、塑料、橡膠和涂料等產品之中。由于非金屬礦的種類繁多,根據其用途不同對粉碎產品的粒度分布、純度等方面都提出各種不同的要求。因此,超細粉碎機技術的發展必須適應其特定的要求。一般來講,對非金屬礦的要求有以下幾點。

(1)細度。非金屬礦產品的應用均要求一定的細度。如高嶺土、重質碳酸鈣作為造紙原料需要產品細度為-2μm占90%,白度>90%;**油漆填料重質碳酸鈣粉細度為1250目;硅酸鋯作為陶瓷乳濁劑需要平均細度為0.5～1μm;硅灰石作為填料,也要求其細度<10μm等。

(2)純度。非金屬礦產品的純度要求也是其主要指標之一。這意味著在粉碎過程中不得污染,應保持原有的成分。如果是白色的礦物還要求有一定的白度,如造紙用煅燒高嶺土、滑石粉的白度要求≥90%，造紙涂料、填料以及**油漆填料用重質碳酸鈣的白度要求>90%等。

(3)粉體形狀的特殊要求。有些非金屬礦產品對其形狀提出了嚴格的形狀要求,以適應不同需要。如復合材料增強用的硅灰石,其超細粉體要求盡量保持它原始的針狀結晶狀態,使硅灰石產品成為天然的短纖維增強材料,其長徑比要求>8～10;濕法云母粉由于它的多層結構多被用做電介材料、**珠光涂料、珠光油漆原料和珠光顏料,要求云母粉為片狀,粉碎加工過程中應盡可能地保證所得顆粒的徑厚比,其表面不能有太多的劃傷,否則會影響它的光學效果,其徑厚比>40～60;造紙涂布級高嶺土希望在超細粉碎的同時保持片狀礦物的特性,提高粉料的涂布遮蓋能力。

高嶺土。高嶺土的超細與剝片是相關連的,剝片的目的是超細。反之,超細又能達到剝片的目的。在粉碎工藝上應盡量選擇剝片原理的粉碎方式和設備,從粉碎機理上來說強化外力對高嶺土顆粒的強力剪切,在超細粉碎的同時保持片狀礦物的特性。高嶺土超細是為了改變顆粒表面的物理和光學性能,借助物理的、化學的和機械學的方法,使其剝裂為50～1μm或小的顆粒,并使<5μm的占大多數。超微細高嶺土既是一種優良的造紙涂料,又為改性復合提供了合格原料。能生產微細粒級的粉碎設備主要有:各類球磨機、機械高速旋轉沖擊剪切式粉碎機、氣流粉碎機、攪拌磨。

重質碳酸鈣。它的硬度較低,加工過程中要求有較高的白度。在眾多的粉碎設備中,幾乎都可以用于重質碳酸鈣的生產。由于其用量大、單位重量的售價偏低,如何無污染、低成本地達到加工目的是設備和工藝選擇的重要問題。目前被大家所接受的是雷蒙磨和球磨機或振動磨與分級機結合的沖擊加超細研磨的方式。這種方式得到的粉體中細粉含量較高,有利于用做橡膠和塑料的填料。用于造紙涂布級的超細重質碳酸鈣,其原始結晶多為立方多面體,為了達到超細粉碎的目的。則需要強化礦物顆粒的體積粉碎和表面的研磨。近年來,采用剝片機進行濕式超細粉碎機的較多,發展較快。

鋯英砂。它的主要成分為硅酸鋯,原料中常含有鐵、鈦等雜質。它的性質穩定,耐磨,其微粉作為陶瓷行業釉料的乳濁劑,具有遮蓋力強、乳濁效果好等特點,應用愈來愈廣。然而,鋯英砂的超細粉碎是一個耗能大、設備磨損嚴重、產品易污染的復雜過程。為實現低成本生產,必須綜合分析加工工藝,優化設備組合,在能耗和其他消耗盡可能低的條件下產出高質量硅酸鋯微粉。

目前用于鋯英砂超細粉碎機的設備有氣流粉碎機、球磨機和攪拌磨,各類設備的性能差別較大。從多年的使用經驗來看,氣流粉碎機能耗太大,投資也高,從粉碎機理來說不太適合微米級超細粉碎過程。球磨機借助于球介質的沖擊作用將大顆粒粉碎,適合于產品平均粒度在10μm左右的粗粉碎生產過程。為了高細度,對于平均粒徑1～2μm左右的超細粉生產,盡量采用攪拌研磨的方式,以達到產品細、能耗小。為了保證產品的純度,還需要配合酸洗等提純工藝措施。針對現有生產鋯英砂微粉的氣流粉碎系統,可以進行工藝改造,達到提高細度和純度、降低成本的目的。