非金屬礦物材料是指從非金屬礦物和巖石(包括部分人造非金屬礦物和巖石)的物理、化學(xué)性質(zhì)及其效應(yīng)出發(fā)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚恚�使之成為能被工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活各個(gè)領(lǐng)域使用的一類材料和制品的總稱。與傳統(tǒng)的非金屬礦產(chǎn)品(原礦及初加工的礦物原料與巖石)相比，非金屬礦物材料具有：產(chǎn)品品種多、技術(shù)含量高、應(yīng)用領(lǐng)域廣、附加值大等特點(diǎn)。現(xiàn)代科技革命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、人類生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，開創(chuàng)了廣泛應(yīng)用非金屬礦物材料的新時(shí)代。非金屬礦物材料的加工與應(yīng)用水平已成為反映一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一，非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)也被當(dāng)今世界視為21世紀(jì)的"朝陽工業(yè)"之一。作為材料科學(xué)與工程體系的一個(gè)重要組成的部分，非金屬礦物材料和非金屬礦物材料學(xué)將在21世紀(jì)發(fā)揮愈來愈重要的作用。

　　一、非金屬礦物材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用

　　(一)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要量大的基礎(chǔ)材料

　　非金屬礦物材料與建材、化工、輕工、冶金、機(jī)械、交通、能源、電子等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切相關(guān)。例如：造紙工業(yè)的銅版紙、涂布紙和紙板、彩噴紙及其它高檔紙和特種紙的發(fā)展，以及造紙技術(shù)的進(jìn)步需要大量的高純、超細(xì)的碳酸鈣、高嶺土、滑石、二氧化硅等高白度非金屬礦物填料和涂料;高分子材料(塑料、橡膠、膠粘劑等)的發(fā)展需要大量的超細(xì)和活性碳酸鈣、高嶺土、滑石、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和顏料;汽車面漆、乳膠漆等高檔油漆涂料及防腐蝕和輻射、道路發(fā)光等特種涂料需要大量的珠光云母、著色云母，超細(xì)和高白碳酸鈣、二氧化硅、硅灰石、重晶石、高嶺土、膨潤土等非金屬礦物顏料、填料和增粘劑、消光劑;冶金工業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整需要高品質(zhì)的夕線石、紅柱石、藍(lán)晶石等以高鋁礦物為原料的高鋁耐火材料和以鎂(菱鎂礦)和碳(石墨)為原料的鎂碳復(fù)合材料;新型建材和防火、節(jié)能產(chǎn)品的發(fā)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，以及超細(xì)石英粉、石灰粉等為原料的微孔硅鈣板、膨脹珍珠巖、蛭石、硅藻土等保溫隔熱材料、石棉制品及氫氧化鎂、氫氧化鋁等低煙無鹵阻燃材料等等;石化工業(yè)發(fā)展需要大量具有特定孔徑分布、活性和選擇性好的沸石及高嶺土催化劑、載體、吸附劑，以及以膨潤土、海泡石等為基料的鉆井泥漿材料和以重晶石為原料的泥漿加重劑及具有較高球形度的壓裂砂;機(jī)電工業(yè)的發(fā)展需要以碎云母為原料制造的云母紙和云母板絕緣材料、高性能柔性石墨密封材料、石墨盤根，以及石棉基和硅灰石基的板材、墊片和摩擦材料等;汽車工業(yè)的發(fā)展需要大量以石棉、石墨、針狀硅灰石等非金屬礦物為基料的摩擦材料，及以滑石、云母、硅灰石、透閃石、超細(xì)碳酸鈣等為無機(jī)填料的工程塑料和底漆;化纖工業(yè)的發(fā)展需要超細(xì)二氧化鈦、電氣石、二氧化硅、氧化鋁、云母等功能無機(jī)填料，以生產(chǎn)出抗菌、保溫、除異味和釋放負(fù)離子等有利于人類健康的功能纖維;現(xiàn)代釀造業(yè)(如啤酒釀造)和食品工業(yè)的發(fā)展需要大量的硅藻土基助濾劑和粘土礦物基吸附材料;現(xiàn)代高速公路標(biāo)志涂料中也要使用球形二氧化硅或玻璃微珠等非金屬礦物粉體材料。凡此種種，無一不表明非金屬礦物材料是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)材料。

　　1、填料和顏料

　　方解石、大理石、白堊、滑石、葉臘石、伊利石、石墨、高嶺土、云母、硅灰石、透輝石、硅藻土、膨潤土、皂石、海泡石、凹凸棒土、金紅石、長石、鋯英砂、重晶石、石膏、石英、石棉、 水鎂石、沸石、透閃石、蛋白土等

　　細(xì)粉(10~1000mm)超細(xì)粉(0.1~10mm) 超微細(xì)粉或一維、二維納米粉(0.001~0.1mm)

　　表面改性粉體、高純度粉體復(fù)合粉體、 高長徑比針狀粉體大徑厚比片狀粉體多孔隙粉體等

　　塑料、橡膠、膠粘劑、化纖、油漆、涂料、陶瓷、玻璃、耐火材料、阻燃材料、膠凝材料、造紙、建材等

　　2、力學(xué)功能材料

　　石棉、石膏、石墨、花崗巖、大理巖、石英巖、鋯英砂、高嶺土、長石、金剛石、鑄石、石榴子石、云母、滑石、硅灰石、透閃石、石灰石、硅藻土、燧石、蛋白石等

　　石棉水泥制品、硅酸鈣板、纖維石膏板、石材、結(jié)構(gòu)陶瓷、無機(jī)/聚合物復(fù)合材料(上下水管、塑鋼門窗等)、金剛石(刀具、鉆頭、砂輪、研磨膏)、磨料、襯里材料、制動(dòng)器襯片、閘瓦、剎車帶(片)、石墨軸承、墊片、密封環(huán)、離合器面片、潤滑劑(膏)、汽缸墊片、石棉橡膠板、石棉盤根等

　　建材、建筑、機(jī)械、電力、交通、農(nóng)業(yè)、化工、輕工、航空航天、石油、微電子、地質(zhì)勘探、冶金、煤炭等

　　3、熱學(xué)功能材料

　　石棉、石墨、石英、長石、金剛石、蛭石、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、水鎂石、珍珠巖、云母、滑石、高嶺土、硅灰石、沸石、金紅石、鋯英砂、石灰石、白云石、鋁土礦等

　　石棉布、板、巖棉、玻璃棉、礦棉吸聲板、泡沫石棉、泡沫玻璃、蛭石防火隔熱板、硅藻土磚、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、微孔硅鈣板、玻璃微珠、保溫涂料、耐火材料、鎂碳磚、碳/石墨復(fù)合材料、儲(chǔ)熱材料、莫來石、堇青石、氧化鋯陶瓷等

　　建材、建筑、冶金、化工、輕工、機(jī)械、電力、交通、航空航天、石油、煤炭等

　　4、電磁功能材料

　　石墨、石英、水晶、金剛石、蛭石、硅藻土、云母、滑石、高嶺土、金紅石、電氣石、鐵石榴子石、沸石等

　　碳-石墨電極、電刷、膠體石墨、氟化石墨制品、電極糊、電導(dǎo)體、熱敏電阻、電池、非線性電阻、陶瓷半導(dǎo)體、石榴子石型　　鐵氧體、壓電材料(壓電水晶、自動(dòng)點(diǎn)火元件等)、云母電容器、云母紙、云母板、電瓷、電子封裝材料等

　　電力、微電子、通訊、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、航空、航天、航海等

　　5、光功能材料

　　石英、水晶、冰洲石、方解石等

　　偏光、折光、聚光鏡片、光學(xué)玻璃、光導(dǎo)纖維、激光光源型透明石英玻璃管、濾光片、偏振材料等

　　通訊、電子、儀器儀表、機(jī)械、航空、航天、輕工等

　　6、吸波與屏蔽材料

　　金紅石、電氣石、石英、高嶺土、石墨、重晶石、膨潤土、滑石等

　　氧化鈦、納米二氧化硅、氧化鋁、核反應(yīng)堆屏蔽材料、護(hù)膚霜、防護(hù)服、保暖衣、塑料薄膜、消光劑等

　　核工業(yè)、軍工、化妝(護(hù)膚)品、民(軍)用服裝、涂料、皮革等

　　7、催化材料

　　沸石、高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、地開石等

　　分子篩、催化劑、催化劑載體等

　　石油、化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥等

　　8、吸附材料

　　沸石、高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、地開石、膨潤土、皂石、珍珠巖、蛋白土、石墨、滑石等

　　助濾劑、脫色劑、干燥劑、除臭劑、殺(抗)菌劑、水處理劑、空氣凈化劑、油污染處理劑、核廢料處理劑、固沙劑等

　　啤酒、飲料、食用油、食品、工業(yè)油脂、制藥、化妝品、環(huán)保、家用電器、化工等

　　9、流變材料

　　膨潤土、皂石、、海泡石、凹凸棒石、水云母等

　　有機(jī)膨潤土、觸變劑、防沉劑、增稠劑、凝膠劑、流平劑、鉆井泥漿等

　　各種油漆、涂料、粘合劑、清洗劑、采油、地質(zhì)勘探等

　　10、粘結(jié)材料

　　膨潤土、海泡石、凹凸棒石、水云母、碳酸鈣、石英等

　　團(tuán)礦粘結(jié)劑、硅酸鈉、膠粘劑、鑄模、粘土基復(fù)和粘結(jié)劑等

　　冶金、建筑、鑄造、輕工等

　　11、裝飾材料

　　大理石、花崗巖、云母、葉蠟石、蛋白石、水晶、石榴子石、橄欖石、瑪瑙石、玉石、輝石、孔雀石、冰洲石、虎珀石、綠松石、金剛石、月光石等

　　裝飾石材、珠光云母、彩石、各種寶玉石、觀賞石等

　　建筑、建材、涂料、皮革、化妝品、珠寶業(yè)、觀光業(yè)等

　　12、生物功能材料

　　沸石、麥飯石、高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、膨潤土、皂石、珍珠巖、蛋白土、滑石、電氣石、碳酸鈣、石膏等

　　藥品及保健品、藥物載體、飼料添加劑、殺(抗)菌劑、吸附劑、化妝品添加劑、

　　制藥業(yè)、生物化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、化妝品等

　　(二)高新技術(shù)發(fā)展不可缺少的輔助材料

　　人類進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，除了以高新技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之外，以微電子、信息、生物、航空航天、海洋開發(fā)，以及新材料、新能源為主的高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)將逐漸壯大。這些高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)與非金屬礦物材料密切相關(guān)。例如：高純石英等硅基材料是集成電路芯片、塑封料、拋光料及光纖型、激光光源和輻射光源型透明石英玻璃管、耐高溫型石英玻璃管及單晶硅生產(chǎn)用坩堝的主要材料。用石墨制成的材料具有優(yōu)良的隔熱、耐高溫(3000℃以上)、減磨潤滑和防輻射等性能，廣泛用作核反應(yīng)堆的中子減速劑和防原子輻射的外殼火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)和宇航設(shè)備零件等;膠體石墨廣泛用作顯像管和真空管的導(dǎo)電涂料，以及示波管、高真空陰極射線管的外部涂覆劑、制造玻璃器皿和高溫運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的潤滑劑等等。石墨、云母、高嶺土、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、硅灰石、硅藻土、滑石、方解石、冰洲石、硅線石、石英、紅柱石、藍(lán)晶石、硅線石、電氣石、蛭石、石榴子石等都與新材料，特別是功能材料的發(fā)展不可缺少的輔助材料。例如：蒙脫石(膨潤土)是當(dāng)今工業(yè)上制備納米塑料或納米復(fù)合材料的重要輔助材料之一;高純、超細(xì)石墨和膨脹石墨是前景看好的新能源材料;石膏、珍珠巖、方解石、硅藻土、硅灰石等是新型綠色建材的主要原料;沸石、麥飯石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨潤土、白堊土、珍珠巖、高嶺土等與生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)。例如：用硅藻土、膨潤土、沸石等制取的吸附材料可用于生物制藥領(lǐng)域過濾、選擇性吸附有毒和有害物質(zhì)，以及微區(qū)反應(yīng)和微量提取等。因此， 21世紀(jì)非金屬礦物材料是高技術(shù)、新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和發(fā)展不可缺少的重要輔助材料之一。

　　(三)環(huán)保和生態(tài)建設(shè)的廉價(jià)、高效材料

　　環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)是人類進(jìn)入21世紀(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)之一，它直接關(guān)系到人類的生存和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和全球?qū)Νh(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及要求的提高，環(huán)保產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一。許多非金屬礦物，如：硅藻土、沸石、膨潤土、凹凸棒石、海泡石、電氣石、麥飯石等，經(jīng)過加工具有選擇性吸附有害及各種有機(jī)和無機(jī)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(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，可以用來制備新型環(huán)保材料;膨潤土、珍珠巖、蛭石等還可用于固沙、改良土壤、垃圾填埋場(防止垃圾污染滲透)及放射性廢料的處理。此外，大多數(shù)非金屬礦物還是環(huán)境友好材料。例如：在塑料薄膜中加入一定量的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣可制作成降解塑料;用超細(xì)水鎂石作高聚物基復(fù)合材料的阻燃填料，不僅可以阻燃，而且不會(huì)產(chǎn)生可致命的毒煙;用電氣石基環(huán)保健康材料，能釋放有益環(huán)境的負(fù)離子等等。可見，非金屬礦材料是環(huán)保產(chǎn)業(yè)和生態(tài)建設(shè)的最理想的廉價(jià)、高效材料。

　　(四)改變對外貿(mào)易中礦產(chǎn)品"低出高進(jìn)"的關(guān)鍵

　　在我國豐富的非金屬礦產(chǎn)資源中，石墨、滑石、菱鎂礦、重晶石、螢石、膨潤土、硅藻土、硅灰石、高嶺土等許多礦種的儲(chǔ)量和產(chǎn)量居世界前列，不僅能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，而且發(fā)展出口的潛力很大，其中，石墨、滑石、菱鎂礦、重晶石、螢石、花崗石等非金屬礦產(chǎn)品，已成為我國重要的出口創(chuàng)匯商品，出口量居世界第一位，在國際市場上占有舉足輕重的地位。2004年，我國非金屬礦產(chǎn)品出口創(chuàng)匯額達(dá)38.5l億美元。但是，由于我國目前非金屬礦加工技術(shù)和非金屬礦物材料發(fā)展的水平還比較低，在大量出口的非金屬礦產(chǎn)品中，廉價(jià)的原礦和初加工產(chǎn)品仍占很大比重，而國內(nèi)急需的某些非金屬礦物材料仍需從發(fā)達(dá)國家高價(jià)進(jìn)口。我國非金屬礦產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易中 "低出高進(jìn)"的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，例如，2002年我國出口石墨32.18萬噸，其產(chǎn)品主要是不同含碳量的鱗片石墨和土狀石墨原料，創(chuàng)匯4614.4萬美元，平均出口價(jià)格為143.40美元/噸;進(jìn)口石墨材料741噸，用匯401.08萬美元，平均進(jìn)口價(jià)格5412.66美元/噸;進(jìn)口價(jià)為出口價(jià)的37.75倍;出口高嶺土70.8萬噸，創(chuàng)匯2236萬美元，主要為原礦，出口均價(jià)僅31.58美元/噸;進(jìn)口23.56萬噸，用匯5091.4萬美元，主要為高檔造紙涂料級(jí)和油漆填料級(jí)產(chǎn)品，進(jìn)口均價(jià)為215.16美元/噸，進(jìn)口價(jià)是出口價(jià)的9.13倍。其它諸如滑石、螢石、硅灰石、菱鎂礦等礦種也存在類似的問題。因此，充分利用我國豐富的非金屬礦產(chǎn)資源，研究開發(fā)國際市場急需的非金屬礦物材料，不僅是滿足國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)發(fā)展的需求，減少對發(fā)達(dá)國家的技術(shù)依賴問題，同時(shí)也是改善出口商品結(jié)構(gòu)，提高出口產(chǎn)品檔次、均價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益，解決對外貿(mào)易中礦產(chǎn)品"低出高進(jìn)"的關(guān)鍵。

　　(五)有利于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展

　　我國是世界上非金屬礦產(chǎn)資源品種較多、儲(chǔ)量較為豐富的國家之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)表明："一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的水平，往往以非金屬礦在國民經(jīng)濟(jì)中的開發(fā)利用程度為標(biāo)志"。在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展到一定程度后，非金屬礦及非金屬礦物材料的消費(fèi)量和產(chǎn)值必然要大于金屬礦及金屬材料，其對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)也將越來越大。我國是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)正在迅速發(fā)展的世界大國，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)保國策的全面落實(shí)，以及在未來20年全面建設(shè)小康社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)施，將給我國非金屬礦物材料帶來前所未有的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。緊緊抓住這一難得的歷史機(jī)遇，加速非金屬礦物材料的研發(fā)和生產(chǎn)，不僅可以滿足我國經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)發(fā)展對非金屬礦物材料日益增長的需求，促進(jìn)非金屬礦產(chǎn)資源的綜合利用，全面提升我國非金屬礦加工應(yīng)用的水平，而且還將成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點(diǎn)，促進(jìn)我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)，考慮到我國中西部非金屬礦產(chǎn)資源豐富這一現(xiàn)實(shí)，發(fā)展非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)還將促進(jìn)和帶動(dòng)中西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)。因此，發(fā)展非金屬礦物材料有助于國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

　　二、非金屬礦物材料研發(fā)現(xiàn)狀

　　20世紀(jì)80年代，礦物材料科學(xué)和非金屬礦物材料作為礦物學(xué)與材料科學(xué)的交叉，逐漸形成了獨(dú)立的邊緣分支學(xué)科及礦物材料產(chǎn)業(yè)，其興起和發(fā)展與非金屬礦物與巖石的應(yīng)用、開發(fā)和材料科學(xué)與工程的快速發(fā)展密切相關(guān)。

　　(一)國外現(xiàn)狀

　　在基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究方面，歐美等發(fā)達(dá)國家和前蘇聯(lián)的非金屬礦物材料研究及利用的興起時(shí)間較早，英國是最早在大學(xué)開設(shè)"應(yīng)用礦物學(xué)"課程的國家;前蘇聯(lián)是最早提出"工藝礦物學(xué)"，并重視"應(yīng)用礦物學(xué)"的國家。英國馬爾福寧等礦物學(xué)家在1987年就倡議重視"礦物材料學(xué)"的研究和應(yīng)用。作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，歐美國家的發(fā)展也是領(lǐng)先的，早在19世紀(jì)末，英國非金屬礦物的產(chǎn)值就已超過了金屬礦的產(chǎn)值;在1934年，美國非金屬礦物產(chǎn)值就已超過金屬礦產(chǎn)值，到70年代，其非金屬礦與金屬礦產(chǎn)值之比達(dá)到2：1。在信息交流方面，從1937年出版的《工業(yè)礦物與巖石》、1969年創(chuàng)刊的《工業(yè)礦物》雜志、《采礦工程》雜志的"工業(yè)礦物年評(píng)"、自1965年以來每年舉辦的工業(yè)礦物地質(zhì)討論，以及由1974年起，每兩年舉行一次的"工業(yè)礦物會(huì)議"，到由《工業(yè)礦物》雜志、聯(lián)合國工發(fā)組織(UNIDO)發(fā)起組織的"世界非金屬礦物會(huì)議"等交流活動(dòng)，不僅推動(dòng)了礦物材料工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也成為全球有關(guān)非金屬礦物材料工業(yè)及科學(xué)研究的權(quán)威資料的重要來源。

　　國外對礦物材料的研發(fā)的特點(diǎn)和動(dòng)向：

　　(1)重視天然和人工礦物晶體的性能研究及其對礦物材料開發(fā)的基礎(chǔ)作用。

　　前蘇聯(lián)和俄羅斯專門成立了礦物原料合成科研所等機(jī)構(gòu)，較早形成了有較大規(guī)模的人工合成礦物及其礦物材料的產(chǎn)業(yè);日本在改性、改型礦物材料方面發(fā)展較快，如用凝聚技術(shù)將普通的板狀碳酸鎂結(jié)晶變成分散性很好的新型多孔性球形碳酸鎂填料，并首先進(jìn)行了蒙脫石/聚合物納米復(fù)合材料基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究等;歐美國家開發(fā)出以合成金剛石為基礎(chǔ)材料的電子元器件等新領(lǐng)域。

　　(2)重視礦物材料的原料及其應(yīng)用領(lǐng)域拓展和復(fù)合礦物材料在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)。

　　美國領(lǐng)先在航空航天飛行器上使用了礦物涂層和多種功能礦物材料，如空對空導(dǎo)彈燃燒室內(nèi)具有極好防熱、隔熱性能的三水鋁石白色礦物涂層;高速戰(zhàn)斗機(jī)降落剎車片使用的多種礦物與金屬制成的復(fù)合材料等;輻射防護(hù)和核安全礦物材料，以及滲透到眾多領(lǐng)域的功能礦物材料。此外，在礦物與非天然物質(zhì)的復(fù)合材料方面發(fā)展也很快，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用并形成重要產(chǎn)業(yè)。

　　(3)以礦物材料市場帶動(dòng)單礦物原料在世界范圍的資源勘察、采礦、利用的全面推進(jìn)，研發(fā)、生產(chǎn)出單礦物原料的系列礦物材料產(chǎn)品。

　　例如：日本已開發(fā)出十幾種在環(huán)保、固沙防旱、材料工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、食品保鮮、防霉變、衛(wèi)生、抗菌等領(lǐng)域的沸石礦物材料系列產(chǎn)品。

　　(4)高科技含量的礦物材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

　　美國著名的Nanomat公司生產(chǎn)的納米礦物材料，如納米滑石、納米碳酸鈣材料等多種產(chǎn)品。

　　綜合國外礦物材料發(fā)展的特點(diǎn)和動(dòng)向，可以看出發(fā)達(dá)國家已跨越式的由非金屬礦物與巖石的應(yīng)用開發(fā)轉(zhuǎn)變到礦物材料的研發(fā)和生產(chǎn)。其主要表現(xiàn)為：

　　•由礦業(yè)向礦物材料交叉產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)變;

　　•由工業(yè)礦物與巖石的應(yīng)用到突破金屬、非金屬礦物原料;

　　•由無機(jī)、有機(jī)原材料的界限向礦物復(fù)合材料的全方位拓展;

　　•由礦物材料的研究向礦物材料產(chǎn)業(yè)及其規(guī)模化、市場化迅速延伸。

　　(二)國內(nèi)現(xiàn)狀

　　我國對非金屬礦物和巖石的利用、開發(fā)亦有悠久的歷史。我國對非金屬礦物材料的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，始于20世紀(jì)50年代后期，對單晶體礦物的應(yīng)用性能和人工晶體合成(1958年對人工生長水晶的研究)。20世紀(jì)70年代，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所建立了物理測試和礦物物理和礦物材料研究室。礦物材料作為獨(dú)立的分支學(xué)科，始于20世紀(jì)80年代。1989年，西南科技大學(xué)與中國地質(zhì)大學(xué)共同創(chuàng)建的礦物材料專業(yè)開始招生，接著全國地質(zhì)類高校先后開始了大學(xué)本科和研究生層次的礦物材料專門人才的培養(yǎng)，并形成礦物材料學(xué)科體系。1990年，伴隨"非金屬礦物資源與礦物材料學(xué)術(shù)討論會(huì)"的 召開和先后成立的中國硅酸鹽學(xué)會(huì)非金屬礦分會(huì)礦物材料專業(yè)委員會(huì)，推進(jìn)了礦物材料這一新興交叉學(xué)科和礦物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　迄今為止，我國礦物材料研究機(jī)構(gòu)已具有一定的規(guī)模和較大活力。如 我國先后成立了"國家特種礦物材料工程技術(shù)中心"、"中國地質(zhì)科學(xué)院礦物材料研究中心" 、"吉林大學(xué)功能礦物材料研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室"、"國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心"，以及許多院校的礦物材料研究所和工程技術(shù)研究中心等。

　　我國非金屬礦物材料的研發(fā)現(xiàn)狀和水平：

　　1、基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究

　　--在人工礦物合成領(lǐng)域，如用晶體和多晶粉體直接用作高新技術(shù)的功能材料，用其薄膜、涂層、陶瓷、玻璃體作功能材料;對晶體內(nèi)發(fā)生在電子、原子或分子水平上的物理化學(xué)作用所產(chǎn)生的輻射、光調(diào)節(jié)、偏振、吸收、透波和實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體結(jié)、磁化、矯頑磁力、計(jì)算光子、電子、核粒子、記錄離子化輻射，在極端條件下發(fā)生的某些作用及其在光、電、磁、熱、力、聲、吸附、催化等方面產(chǎn)生的特殊功能方面進(jìn)行了研究;

　　-在對礦物晶體微細(xì)結(jié)構(gòu)的可控改造及其與其它物質(zhì)間的表面界面特性方面進(jìn)行了定向改造(包括原子、分子級(jí)結(jié)構(gòu)的定位改性改型、調(diào)整等應(yīng)用基礎(chǔ)研究);

　　--對導(dǎo)電、導(dǎo)磁、換能、摩擦、屏蔽等功能材料的研發(fā)。

　　在上述方面，轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)的不多，且與國外差距十分明顯。我國對非金屬礦物材料的研制，通常是在國外非金屬礦物材料新產(chǎn)品出現(xiàn)之后才啟動(dòng)、借鑒和進(jìn)行跟蹤性研究。另外由于在基礎(chǔ)理論與應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面進(jìn)展緩慢，不但造成我國非金屬礦物材料在產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用研究等方面的差距，更談不上具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品。

　　2、應(yīng)用技術(shù)及新材料領(lǐng)域

　　我國在礦物復(fù)合材料，包括防輻射礦物材料、環(huán)境修復(fù)礦物材料、醫(yī)藥礦物材料等研發(fā)方面已有明顯的進(jìn)展。近年來還開拓了礦物基元材料、礦物生物材料、納米礦物材料等新研發(fā)領(lǐng)域。尤其對粉體礦物材料的研發(fā)，包括填料、涂料的功能化膠凝類粉體礦物材料(如強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)、光澤控制、抗老化、特殊物理、化學(xué)性能調(diào)節(jié)以及材料的工程特性等);納米級(jí)超微粉礦物材料;用作薄膜、涂層、陶瓷、玻璃體或其它制品的粉體功能材料等。但我國目前對礦物材料的研發(fā)還未突破非金屬和金屬礦物、無機(jī)和有機(jī)復(fù)合材料之間的界限，其加工仍局限于超細(xì)、高純和較低層次的改性、改型，還沒有上升到多品種、多功能的規(guī)模化、系列化產(chǎn)品生產(chǎn)的階段，大型綜合企業(yè)渺渺無幾。

　　3、礦物材料生產(chǎn)配套技術(shù)

　　我國礦物材料在建材及節(jié)能、環(huán)保用礦物材料，化工用礦物材料及礦物填料、涂料，農(nóng)業(yè)用礦物材料，廢棄礦物巖石的再生利用等研究開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域具有相對的優(yōu)勢，但明顯存在差距，主要表現(xiàn)在：

　　(1)產(chǎn)品品種少、檔次較低，質(zhì)量不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整

　　目前國內(nèi)非金屬礦物材料總體狀況是：初級(jí)產(chǎn)品過剩，中檔產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，高檔產(chǎn)品缺乏。在產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)等方面還不能完全按用途、規(guī)格、產(chǎn)品流向分別形成標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品，"一流原礦、二流設(shè)備、三流產(chǎn)品"現(xiàn)象十分普遍，達(dá)不到產(chǎn)品"精細(xì)化"。

　　目前我國非金屬礦物材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，行業(yè)的總體規(guī)模小、水平低、盲目重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，技術(shù)含量低，缺乏競爭力。因此必須把我國非金屬礦物材料加工產(chǎn)業(yè)的改造、技術(shù)升級(jí)、結(jié)構(gòu)調(diào)整和科技創(chuàng)新提到日程上來，以全面提高非金屬礦物材料產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、產(chǎn)品價(jià)值和市場競爭力，從而拓展和深化我國非金屬礦物材料產(chǎn)品的出口市場。

　　(2)研發(fā)條件、工藝技術(shù)及成果產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施能力較弱

　　我國非金屬礦物材料的加工技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)新能力差，科研投入不足，研究力量分散，缺少突破性、創(chuàng)新性，能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的科研成果甚少;礦物加工技術(shù)裝備(包括分析、檢測、控制系統(tǒng))的引進(jìn)受資金、技術(shù)、企業(yè)科技開發(fā)實(shí)力的限制，高新礦物材料建設(shè)項(xiàng)目極少;高技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)制和科技創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制尚不完善，科研開發(fā)資金投入不足，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng);科研開發(fā)與生產(chǎn)脫節(jié)，制約和影響了非金屬礦物材料開發(fā)工作的進(jìn)展。此外，功能礦物材料在實(shí)際應(yīng)用中，尤其在高科技和軍工領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及市場占有率方面與國外差距還較大。

　　三、非金屬礦物材料市場

　　(一)傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

　　非金屬礦物粉體填料，按礦物成份可分為四大類：1、碳酸鹽礦物填料(石灰石、方解石、白堊、菱鎂礦);2、硅酸鹽礦物填料(滑石、高嶺土、長石、硅灰石、云母、膨潤土、石棉);3、硫酸鹽礦物填料(重晶石、石膏);4、氧化礦物填料(石英、粉石英、硅藻土和金紅石)。

　　在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，非金屬礦物粉體填料占有很大的市場份額。目前，我國需用礦物粉體填料的造紙、橡膠、塑料和涂料四大行業(yè)發(fā)展較快，因此，對非金屬礦物填料的需求量也越來越大。20世紀(jì)90年代以來，我國紙和紙板的生產(chǎn)量和消費(fèi)量都保持著很高的增長速度。1990年，我國紙和紙板的總產(chǎn)量為1372萬噸，其總消費(fèi)量為1443萬噸;2001年總產(chǎn)量達(dá)到了3200萬噸，年均增長12%，總消費(fèi)量就高達(dá)到3800萬噸，人均29公斤，消費(fèi)量平均年增長率達(dá)到16%，增長速度十分驚人。

　　目前，我國紙和紙板的消費(fèi)量已經(jīng)超過日本，成為世界上僅次于美國的第二大紙和紙板的消費(fèi)國。2001年我國造紙行業(yè)用填、涂料的消費(fèi)量為256萬噸， 2005年大約需求4000萬噸，相應(yīng)需要的填、涂料用量在320萬噸左右(填料比：北美為7.2%、西歐為7.5%、中國為8%);2010年礦物填料需求量將翻一番，預(yù)計(jì)將達(dá)到600萬噸以上。

　　塑料工業(yè)：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1987年我國塑料制品產(chǎn)量僅為298萬噸(鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)除外)，1995年為668萬噸，僅次于美國、日本、德國居世界第四位。但近年來，由于我國建材和工程塑料需求的迅速增長，2001年塑料制品產(chǎn)量就已達(dá)到2000萬噸，其中，無機(jī)非金屬礦物填料的需求量超過300萬噸，與1996年相比，年均增長率為7%，高于塑料制品的年增長率1個(gè)百分點(diǎn)， 2005年塑料制品產(chǎn)量將到2500萬噸(填料比：國外為10%，我國為15%)，相應(yīng)所需塑料礦物填料375萬噸;預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到500萬噸左右。

　　橡膠工業(yè)： 1990年全國縣以上的橡膠企業(yè)已發(fā)展到8000多家，生膠消耗量已突破100萬噸，僅次于美國、日本和俄羅斯，居世界第四位。2001年我國橡膠產(chǎn)量達(dá)到150萬噸左右(其中，天然橡膠占55%、合成膠占45%)，橡膠制品產(chǎn)量為800萬噸左右，其填料需求量為120萬噸。2005年橡膠產(chǎn)量將達(dá)到1200萬噸，其填料需求量為180萬噸左右;預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到300萬噸左右。

　　涂料工業(yè)： 1997年我國涂料產(chǎn)量僅為225萬噸(其中工業(yè)涂料75萬噸，建筑涂料110萬噸);2001年涂料產(chǎn)量為300萬噸(其中建筑涂料150萬噸)，填料用量為45萬噸。預(yù)計(jì)到2005年涂料產(chǎn)量將達(dá)到500萬噸，其中，工業(yè)涂料占35～40%、建筑涂料占45～50%、特種涂料占10～15%，需要填料75萬噸左右;預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到150萬噸左右。

　　以上四大行業(yè)對礦物填料總需要量為721萬噸，若加上其它行業(yè)的需要，估計(jì)總需求量在771萬噸左右。預(yù)計(jì)到2005年填料需用量將達(dá)到1030萬噸;2010年將達(dá)到1710萬噸。這充分說明礦物填料在傳統(tǒng)領(lǐng)域需求前景廣闊，是一個(gè)很有發(fā)展前途的產(chǎn)業(yè)。詳見表2。

　　合 計(jì) 771 1030 1710

　　(二)高新技術(shù)領(lǐng)域

　　21世紀(jì)，人類已經(jīng)進(jìn)入了高新技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代。高新技術(shù)的發(fā)展，一方面導(dǎo)致一大批新興產(chǎn)業(yè)群的誕生，另一方面也給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來巨大的變化，現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的提高，新產(chǎn)品開發(fā)日趨活躍，以及生產(chǎn)工藝不斷創(chuàng)新，促使非金屬礦物材料逐步向超細(xì)化、功能化、高性能化和復(fù)合化方向發(fā)展，應(yīng)用市場將更加廣闊。

　　1、 超細(xì)化和納米化礦物材料應(yīng)用市場

　　目前，超細(xì)化-納米粉體材料在高技術(shù)和新材料領(lǐng)域主要用于以下幾個(gè)方面：

　　玻璃行業(yè)：納米礦物粉體加入后，可使玻璃韌性變好，強(qiáng)度提高，不影響透光性，并具有抗紫外線和短波輻射功能，可替代傳統(tǒng)的鋼化玻璃和某些鍍膜玻璃。

　　陶瓷行業(yè)：陶瓷中加入納米的二氧化硅其脆性大大降低，而柔韌性提高幾倍至幾十倍，表面光潔度也明顯提高。

　　塑料行業(yè)：在塑料加工過程中，加入納米礦物材料可提高產(chǎn)品的透明度、強(qiáng)度、韌性、防水性、抗老化性、抗菌性、吸波隱身性等。

　　涂料行業(yè)：在各種建筑涂料中加入納米二氧化硅可使其抗老化性、表面光潔度、機(jī)械強(qiáng)度、附著力和耐酸、堿、鹽的能力成倍增長，使用壽命增加，還可制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，同時(shí)，還可以制成吸波隱身涂料等。

　　橡膠行業(yè)：納米三氧化二鋁加入到橡膠中去，能提高橡膠的介電性和耐磨性。用納米二氧化硅粒子控制其顆粒尺寸，可制備對不同波段光敏感程度不同的橡膠，用于國防建設(shè)。

　　其次，在膠粘劑和密封膠中，將納米礦物材料(二氧化硅)作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中，可使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性都大大提高。在催化劑中，具有納米結(jié)構(gòu)的礦物材料(如沸石)可廣泛用作催化劑和催化載體

　　其他行業(yè)：微米-納米級(jí)粉體材料在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源、醫(yī)藥、油墨、印染等領(lǐng)域的生產(chǎn)或提高產(chǎn)品性能方面也同樣具有重要意義。同時(shí)，隨著微米-納米級(jí)粉體材料的應(yīng)用和開發(fā)，還將不斷開拓出新的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　2、功能化與高性能化礦物材料應(yīng)用市場

　　礦物材料的性能決定于它本身的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦物材料具有良好的使用性能，如光學(xué)性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)性能及電磁學(xué)性能等，隨著礦物材料向功能化和高性能化發(fā)展，其應(yīng)用市場潛力很大。

　　光學(xué)性能：非金屬礦物材料有許多特殊的光學(xué)性能，特別是在光學(xué)儀器和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的用途。如冰洲石，由于具有雙折射性能，使其成為不可缺少的偏光片材料;Ⅱa型金剛石具有良好的透紅外光的能力，目前已應(yīng)用于空間技術(shù)中作窗口材料。此外，部分非金屬礦物還具有旋光性、壓電性和光電性，如石英晶體等等，可廣泛地應(yīng)用于眾多特殊領(lǐng)域。

　　力學(xué)性能：在非金屬礦物材料中，利用力學(xué)性能的情況是最普遍的。例如，金剛石、剛玉、石榴石等可作為高強(qiáng)度研磨材料;石英粉、白炭黑、鈦白粉等可作為填料，制成耐磨塑料和耐磨橡膠;蛇紋石石棉、針狀硅灰石、石膏晶須、碳纖維、礦棉、巖棉及玻璃纖維等可作為制品基材的補(bǔ)強(qiáng)材料。

　　熱學(xué)性能：熱學(xué)性能是非金屬礦物材料應(yīng)用的另一個(gè)方面。如石墨，這是目前已知的最耐高溫的材料之一，其熔點(diǎn)高達(dá)3850℃,4500℃才氣化，尤其是在2500℃時(shí)，石墨的強(qiáng)度反而比室溫時(shí)提高一倍。因此，石墨是高溫極限條件下最好的耐高溫材料，在尖端科技中具有重要的作用。同時(shí)，可用作耐高溫的非金屬礦物材料還有剛玉、方鎂石、富鋁紅柱石等，它們在火箭制造和現(xiàn)代冶煉工業(yè)上都是不可缺少的;蛭石、珍珠巖等輕質(zhì)的保溫隔熱材料，廣泛用于高層建筑、圖書館、檔案室、冷庫等建筑物及供暖、供熱等設(shè)備的保溫、隔熱、隔音和防火等。

　　電學(xué)性能：非金屬礦物材料的電學(xué)性能，在現(xiàn)代電子、電器工業(yè)中起著非常重要的作用。如具有良好介電性能的白云母是非常優(yōu)異的絕緣材料。通常，生產(chǎn)一臺(tái)10萬千瓦的發(fā)電機(jī)需要1噸云母絕緣(帶)材料(其中含片云母約450公斤)。隨著我國電力、電子和電器工業(yè)的發(fā)展，云母絕緣材料的用量將快速增長。除此之外，石墨的導(dǎo)電性、水晶的壓電性、石墨間層化合物的超導(dǎo)性、金剛石的光電轉(zhuǎn)換性等等都在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了巨大的作用。

　　非金屬礦物材料還有許多其它的優(yōu)異性能，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起著非常重要的作用，其應(yīng)用市場潛力很大。

　　3、復(fù)合礦物材料

　　復(fù)合礦物材料是將天然礦物材料、人工礦物材料、改性礦物材料與少量有機(jī)材料任二者經(jīng)物理加工后制成的、具有一定性能和用途的礦物材料。這種復(fù)合礦物材料由于其綜合優(yōu)異的理化性能，在實(shí)際生產(chǎn)生活中有很大的應(yīng)用空間。

　　層間化合物：近幾年來，國內(nèi)外都十分重視粘土層間化合物或稱柱撐粘土礦物材料的研發(fā)和應(yīng)用。這種分子級(jí)復(fù)合功能材料，是利用某些層狀粘土礦物的離子或分子可交換性，用所需的原子、分子或多核籠狀離子基團(tuán)作插層劑(或稱柱化劑)，插入層間域形成新的化合物及復(fù)合材料。采用不同的基體粘土礦物與插層劑的組合，或用不同的制造方法可制成不同理化性能的復(fù)合礦物材料，可滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求。如層柱粘土催化劑(新型分子篩催化材料);用于液體的分離、離子交換、絡(luò)合物交換等用途的新型吸附材料;擇形分子篩;納米工程塑料(如用蒙脫石礦物的柱撐納米微粒作分散相與有機(jī)聚合物基體復(fù)合的納米尼龍-6)等功能性材料等。

　　功能性復(fù)合礦物材料：在功能性復(fù)合礦物材料方面，用藍(lán)晶石族礦物微粉與碳化硅燒結(jié)成的復(fù)合材料是耐高溫的窯爐材料、陶瓷器件和磨具的理想材料;用海泡石或坡縷石與聚乙烯烴制成的復(fù)合材料也具有優(yōu)良力學(xué)性能和耐熱性;已研制成的無機(jī)非金屬基(陶瓷基)的金屬-陶瓷材料是一類具有優(yōu)良電、磁、聲、光功能，抗輻射、耐沖擊、抗腐蝕、耐高溫，機(jī)械強(qiáng)度大，廣泛用于電子、電氣、化工、原子能、軍工的吸波多功能金屬-無機(jī)非金屬復(fù)合材料等。

　　環(huán)保型復(fù)合礦物材料：在環(huán)保型復(fù)合礦物材料方面，有以沸石、磷酸鈣、硅藻土等礦物或陶瓷材料為基體，植入或被覆銀、銅、鋅等具有抗菌性能的金屬離子制成的銅型抗菌材料(其中銅離子含量高達(dá)5.5%);用鉀長石、滑石、方解石、綠泥石、白云石、陽起石等各具摩擦、打光、潤滑、吸附凈化等功能的天然非金屬礦物粉體制成的復(fù)合去污粉是無毒、無味、無腐蝕性的綠色環(huán)保型產(chǎn)品;用鋁礬土、高鋁粘土、膨潤土、高嶺土、明礬石、霞石、長石、硅藻土和煤矸石等鋁硅酸鹽礦物均可制成聚合氯化鋁，這是一種新型高效復(fù)合凈水劑，其對造紙廠廢水中BOD的去除率高達(dá)95.8%，對COD去除率達(dá)97.7%。

　　不難看出，由非金屬礦物制成的礦物材料在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中已得到了廣泛的應(yīng)用，其范圍涉及化工、輕工、石油、冶金、鑄造、機(jī)械、建材、農(nóng)業(yè)、日用、國防、航空航天等幾乎所有的工業(yè)或國民經(jīng)濟(jì)部門，它不僅在高新技術(shù)領(lǐng)域有著不可替代的作用，同時(shí)也給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來新的生機(jī)和活力，廣闊的應(yīng)用市場必將為非金屬礦物新材料的發(fā)展帶來新的歷史性機(jī)遇。

　　四、非金屬礦物材料發(fā)展的有利條件

　　(一)資源優(yōu)勢

　　我國有得天獨(dú)厚的非金屬礦產(chǎn)資源，礦石質(zhì)量一般良好，分布廣泛，儲(chǔ)量相對集中。目前，這些非金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量相對集中的地區(qū)，已初步形成一定的開發(fā)利用規(guī)模，有些地區(qū)已發(fā)展成為我國的生產(chǎn)和出口基地，為我國發(fā)展非金屬礦物材料工業(yè)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　(二)具有一定的研發(fā)基礎(chǔ)

　　近二十年來，我國非金屬礦物材料的研發(fā)有較快的發(fā)展，在專業(yè)研究機(jī)構(gòu)的建立、科研隊(duì)伍的培養(yǎng)，以及企業(yè)的研發(fā)能力等方面都有長足的進(jìn)展，為非金屬礦物材料的研發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。

　　1、專業(yè)研究機(jī)構(gòu)已具有一定的規(guī)模

　　上個(gè)世紀(jì)八十年代以來，在國家的支持下，我國礦物材料專業(yè)研究機(jī)構(gòu)：如國家特種礦物材料工程技術(shù)中心、中國地質(zhì)科學(xué)院礦物材料研究中心、吉林大學(xué)功能礦物材料研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心等。此外，在清華大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、武漢理工大學(xué)、西南科技大學(xué)、中南大學(xué)等一些知名大學(xué)都設(shè)立了與礦物材料相關(guān)的研究所(室)。我國礦物材料專業(yè)研究機(jī)構(gòu)已具有一定的規(guī)模。這些研究機(jī)構(gòu)大都配置有現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)條件和較先進(jìn)的測試儀器及設(shè)備，以及具有較高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員。這支活躍在我國礦物材料研究開發(fā)戰(zhàn)線上的生力軍，對今后我國礦物材料的研發(fā)將起到積極的推動(dòng)作用。

　　2、礦物材料專業(yè)隊(duì)伍正在形成

　　礦物材料科學(xué)作為礦物學(xué)和材料科學(xué)交叉而形成的獨(dú)立的邊緣分支學(xué)科，在二十世紀(jì)九十年代以前，我國從事礦物材料研發(fā)的專業(yè)人員主要來自于礦物學(xué)專業(yè)、礦物加工工程專業(yè)及材料工程專業(yè)等方面。迄今，這批人員多數(shù)已晉升為教授或高級(jí)工程師，在本專業(yè)領(lǐng)域具備有較高的學(xué)術(shù)水平，是我國礦物材料研究、發(fā)展的中堅(jiān)力量。上世紀(jì)九十年代以后，為適應(yīng)礦物材料學(xué)科的發(fā)展，西南科技大學(xué)等一些高校相繼設(shè)立礦物材料專業(yè)，原有的礦物加工工程專業(yè)的培養(yǎng)方向開始向礦物材料側(cè)重，同時(shí)，許多高校還設(shè)立了礦物材料的碩士、博士點(diǎn)，一大批礦物材料專業(yè)的本科、碩士、博士先后畢業(yè)走上工作崗位，形成我國礦物材料戰(zhàn)線上的第二、第三梯隊(duì)。盡管很難統(tǒng)計(jì)我國從事礦物材料研究、開發(fā)的專業(yè)人員的具體數(shù)量，但一支素質(zhì)較高的專業(yè)人員隊(duì)伍正在形成，這將是今后我國礦物材料學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的寶貴人力資源。

　　3、已取得一定的研發(fā)成果

　　"八五"期間，"非金屬礦資源深加工"被列為國家科技攻關(guān)項(xiàng)目，其中涉及非金屬礦物超細(xì)、提純、改性;柔性石墨復(fù)合技術(shù)及應(yīng)用研究;寶石加工技術(shù);粉石英深加工及應(yīng)用技術(shù)研究等四個(gè)課題十九個(gè)專題的研究開發(fā)。現(xiàn)已有部分科研成果被轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，正在實(shí)踐中不斷地得到完善和提高，并以此縮短與世界先進(jìn)水平的差距。為滿足造紙、涂料、橡膠、塑料、膠粘劑、微電子等應(yīng)用領(lǐng)域的需求，我國已自主開發(fā)研制了比較成熟的高純石墨、石英、硅藻土、高嶺土、膨潤土、金紅石、重質(zhì)碳酸鈣等礦物材料的生產(chǎn)技術(shù);能生產(chǎn)各類超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)技術(shù)裝備，而且一些設(shè)備在性能及配套工藝技術(shù)方面逐漸接近或達(dá)到國外同類設(shè)備水平;非金屬礦物材料的表面改性、改型及復(fù)合產(chǎn)品已在多個(gè)工業(yè)部門中得到應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在功能性礦物材料的加工制備技術(shù)方面，我國已能生產(chǎn)汽車、機(jī)電、環(huán)保等部門所需的石墨密封材料、石墨導(dǎo)電涂料、石墨潤滑材料，石棉摩擦材料、保溫隔熱材料，催化、吸附與過濾材料，分子篩，防輻射、高硬、耐磨材料等，為我國非金屬礦物材料的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

　　4、一批重點(diǎn)企業(yè)正在成為礦物材料研發(fā)的主體

　　隨著我國非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一批生產(chǎn)企業(yè)正在逐步成長壯大，特別是民營企業(yè)正在成長為非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)的主力軍。這些企業(yè)普遍具有較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和裝備、完善的檢測手段、較好的試驗(yàn)條件和素質(zhì)較高的專業(yè)技術(shù)人員。許多企業(yè)為滿足市場對礦物材料日益增長的需求，與有關(guān)科研院所合作不斷研究開發(fā)非金屬礦物材料的新產(chǎn)品，并投入市場。這些企業(yè)正逐步發(fā)展成為我國礦物材料研究開發(fā)的主體。例如，青島石墨股份有限公司研究開發(fā)的彩電顯像管石墨乳、模鍛石墨乳等膠體石墨材料;洛陽冠奇工貿(mào)公司研究開發(fā)的鋰離子電池用的高純超細(xì)球形石墨材料;中國高嶺土公司研究開發(fā)的石油工業(yè)用催化劑載體材料;浙江華特集團(tuán)研究開發(fā)的有機(jī)膨潤土、納米膨潤土涂料;中國凱盛國際工程公司在高純球形硅微粉材料方面的研究等都取得了重大的進(jìn)展，許多產(chǎn)品已投入應(yīng)用市場。盡管具有科技創(chuàng)新能力的企業(yè)，目前在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界還是少數(shù)。但是，這些企業(yè)代表著我國礦物材料發(fā)展的方向和希望。生產(chǎn)企業(yè)，尤其是民營企業(yè)成為科技創(chuàng)新的主體必將推動(dòng)我國礦物材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　五、非金屬礦物材料的發(fā)展思路和總體目標(biāo)

　　(一)發(fā)展思路

　　以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需新材料為導(dǎo)向，充分利用我國資源優(yōu)勢和特點(diǎn)，以基礎(chǔ)研究為支撐，應(yīng)用技術(shù)研究為重點(diǎn)，以高起點(diǎn)、高技術(shù)、高投入、高產(chǎn)出，形成具有自主創(chuàng)新能力的非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)鏈。采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)礦物材料，大力研發(fā)有益于環(huán)保和生態(tài)建設(shè)、人民生活提高、保障發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及增強(qiáng)國防實(shí)力需要的新型礦物材料，使之盡快形成產(chǎn)業(yè)化，形成非金屬礦工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

　　(二)發(fā)展總體目標(biāo)

　　到2020年，實(shí)現(xiàn)非金屬礦工業(yè)、礦物材料、材料科學(xué)與工程的科技整合和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化;力爭在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、重大科技問題和關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破;建設(shè)若干個(gè)區(qū)域性優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化示范基地，使之盡快形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn);在礦物材料新產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域和質(zhì)量、市場占有率方面總體接近發(fā)達(dá)國家水平，爭取把我國非金屬礦物材料產(chǎn)業(yè)，真正辦成一個(gè)新興的既滿足國內(nèi)需要，又要打造出世界一流名牌產(chǎn)品的新的礦物材料工業(yè)體系。

　　六、研發(fā)重點(diǎn)和重大關(guān)鍵技術(shù)研究

　　(一)研發(fā)重點(diǎn)

　　研發(fā)重點(diǎn)應(yīng)是與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)或配套的非金屬礦物材料,分為基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)二個(gè)層次。

　　1、非金屬礦物材料重要基礎(chǔ)研究

　　非金屬礦物材料的基礎(chǔ)研究是開發(fā)高性能或功能性非金屬礦物材料和復(fù)合非金屬礦物材料的重要理論和技術(shù)基礎(chǔ)。根據(jù)未來15～20年高技術(shù)和新材料發(fā)展的趨勢和我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,本著有所為和有所不為的原則,確定以下重要基礎(chǔ)研究。

　　A.納米粒徑或納米晶非金屬礦物材料的表面或界面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和原子構(gòu)型、光性、磁性、電性、熱性、吸附和反應(yīng)或催化特性及其變化規(guī)律。制備工藝對其物化特性的影響。

　　B.納米/納米、納米/微米復(fù)合非金屬礦物材料的界觀結(jié)構(gòu)和原子構(gòu)型，復(fù)合組分的鍵合類型,表面吸附、反應(yīng)或催化特性及其變化規(guī)律，材料的光、電、磁、熱及吸波(聲)等特性及其變化規(guī)律,復(fù)合工藝、復(fù)合層結(jié)構(gòu)、類型等對其物化特性的影響，計(jì)算機(jī)輔助"核-殼" 復(fù)合非金屬礦物材料的成分、結(jié)構(gòu)、性能計(jì)算。

　　C.非金屬礦物填料的晶體結(jié)構(gòu)、晶型、化學(xué)成分、粒度大小和粒度分布、緊堆密度、顆粒形狀、表面性質(zhì)等與其填充性能和功能之間的關(guān)系,填料/高聚物界觀作用模型與界面特性及其與材料性能的關(guān)系。依據(jù)填料特性的高性能復(fù)合材料的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和預(yù)測模型。

　　D.架狀、層狀非金屬礦物材料，如沸石、海泡石、凹凸棒石、膨潤土、高嶺土、蛭石、石墨、膨脹珍珠巖等的孔道結(jié)構(gòu)特征、孔徑大小與分布、層間結(jié)構(gòu)特征，孔道與層間域的物理、化學(xué)特性、陽離子交換特性，界面電性，在溶液中的分散性和觸變性，吸附、化學(xué)反應(yīng)與催化特性、儲(chǔ)能及保濕(水)特性及其與環(huán)保功能的關(guān)系，高性能和高選擇性環(huán)保吸附非金屬礦物材料的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和預(yù)測模型。

　　E.硅質(zhì)礦物原料的產(chǎn)狀、晶體結(jié)構(gòu)、晶型、化學(xué)成分、氣液包裹體分布特征對光電子材料性能的影響。

　　F.不同類型硅藻土的孔道結(jié)構(gòu)特征、孔徑大小與分布、孔隙率，孔道與重金屬離子、烷烴類有機(jī)物、氨氮類化合物、酚類和醛類有機(jī)物的吸附、反應(yīng)和催化特性;孔道結(jié)構(gòu)再造方法及其影響因素。

　　2、非金屬礦物功能材料的技術(shù)開發(fā)研究

　　(1)復(fù)合超微及納米填料和顏料

　　主要研究內(nèi)容：增強(qiáng)、增韌高聚物基復(fù)合材料，并能滿足特殊高聚物基復(fù)合材料阻燃、耐磨、抗菌、絕緣或?qū)щ姟⒓t外輻射和紫外吸收等功能的粒徑1mm以下非金屬礦物超細(xì)、活性和特殊粒形填料及納米填料，不同成分、結(jié)構(gòu)、晶形的納米/納米及納米/微米復(fù)合非金屬礦物填料;高遮蓋率、具有耐腐蝕、耐磨和濕擦洗、耐侯、耐磨、耐高溫和低溫、阻燃、防污(抗菌)、輻射屏蔽、吸波、發(fā)光或消光等功能的粒徑1mm以下超細(xì)非金屬礦物顏料及不同成分、結(jié)構(gòu)、晶形的納米/納米及納米/微米復(fù)合無機(jī)非金屬顏料。

　　(2)非金屬礦物環(huán)境與健康功能材料

　　主要研究內(nèi)容：(一)針對我國廢水和廢氣和放射性廢料處理的需要，通過對天然礦物物理化學(xué)性能(礦物成份、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、粒度大小與粒度分布、比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)與孔徑大小、膠質(zhì)價(jià)、陽離子交換容量、表面電性與動(dòng)電電位等)與有害成份去除效果之間的關(guān)系及去除機(jī)理的基礎(chǔ)研究和提純、表(界)面改性等加工技術(shù)研究，從非金屬礦物中優(yōu)選出適用于處理不同類型廢水、廢氣及放射性廢料的新型環(huán)保材料，在此基礎(chǔ)上開展工業(yè)廢水、廢氣和放射性廢料處理實(shí)用技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)研究以及非金屬礦物環(huán)保材料吸附性能和環(huán)保性能的評(píng)價(jià)研究。(二)通過超細(xì)粉碎、包膜、摻雜、激活劑選擇等多種加工技術(shù)，研究強(qiáng)化電氣石負(fù)離子釋放功能和遠(yuǎn)紅外輻射功能的工藝;開發(fā)超細(xì)電氣石在涂料、化纖、織物、環(huán)保等領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)。(三)用于荒漠治理和環(huán)境修復(fù)的非金屬礦物材料的加工與應(yīng)用技術(shù)。

　　(3)非金屬礦物生物化工功能材料

　　主要研究內(nèi)容：具有良好選擇性、穩(wěn)定性、無毒、無害的高性能催化劑載體、農(nóng)藥載體，醫(yī)藥載體、抗菌劑載體、過濾凈化助劑等的加工與應(yīng)用。

　　(4)高純結(jié)晶硅微粉和熔融球形硅微粉

　　主要研究內(nèi)容：純度(SiO2,%)大于99.99%，雜質(zhì)總含量小于30ppm的高純結(jié)晶硅微粉的加工技術(shù);純度(SiO2,%)大于99.95%，粒度分布為1～10mm，球形度高的熔融(非晶質(zhì))硅微粉的成型技術(shù)。

　　(5)纖維礦物材料

　　主要研究內(nèi)容：平均長徑比15以上、平均纖維直徑小于2mm、與木質(zhì)纖維及其他有機(jī)纖維的配伍性和相容性好、能提高或不降低紙品性能的纖維礦物材料或復(fù)合纖維礦物材料的制備、表面處理及應(yīng)用技術(shù)。

　　(6)石墨基功能材料

　　主要研究內(nèi)容：高純超細(xì)(C³99.99;d97£1mm)石墨粉的加工及應(yīng)用，石墨層間化合物、石墨密封材料、高溫潤滑材料、導(dǎo)電涂料和新能源材料等的加工與應(yīng)用。

　　(7)粘土基礦物材料

　　主要研究內(nèi)容：有機(jī)/粘土復(fù)合材料和粘土層間化合物，特別是有機(jī)/膨潤土和有機(jī)/皂土復(fù)合材料和膨潤土、高嶺土等層間化合物的性能、加工及應(yīng)用。

　　(二)重大關(guān)鍵技術(shù)

　　基于以上技術(shù)開發(fā)研究重點(diǎn)，需要解決的重大關(guān)鍵技術(shù)是：

　　1、粒徑1mm以下非金屬礦物填料或顏料及納米填料的工業(yè)化制備工藝和裝備、表面處理工藝和裝備、應(yīng)用技術(shù)及裝備;不同成分、結(jié)構(gòu)、晶形的納米/納米及納米/微米復(fù)合填料或顏料的工業(yè)化制備工藝和裝備、應(yīng)用技術(shù)及裝備。

　　2、具有較高的比表面積和選擇性吸附重金屬離子、有機(jī)物、硫化物、碳化物、氮化物以及脫色、除臭等功能的非金屬礦物環(huán)境凈化材料的工業(yè)化制備工藝與裝備及應(yīng)用技術(shù);能產(chǎn)生負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外輻射以及抗菌、保暖的非金屬礦物健康功能材料的工業(yè)化制備工藝與裝備及應(yīng)用技術(shù);具有沙漠治理與環(huán)境修復(fù)等功能的非金屬礦物材料的工業(yè)化制備工藝與裝備及應(yīng)用技術(shù)。

　　3、天然微孔非金屬礦物材料(海泡石、凹凸棒土、沸石、硅藻土等)的工業(yè)化精選提純工藝與裝備、納米孔道疏通工藝與設(shè)備、界面活化改性和復(fù)合工藝與設(shè)備、造粒成型工藝與裝備及在生物化工領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。

　　4、純度(SiO2,%)大于99.99%，雜質(zhì)總含量小于30ppm的高純結(jié)晶硅微粉的工業(yè)化制備工藝與裝備;純度(SiO2,%)大于99.95%，粒度分布為1～10mm，球形度高的熔融(非晶質(zhì))硅微粉的工業(yè)化成型工藝與裝備。

　　5、平均長徑比15以上、平均纖維直徑小于2mm、與木質(zhì)纖維及其他有機(jī)纖維的配伍性和相容性好、能提高或不降低紙品性能的纖維礦物材料或復(fù)合纖維礦物材料的工業(yè)化制備工藝與裝備、表面處理工藝與裝備以及應(yīng)用技術(shù)。

　　6、高純超細(xì)(C³99.99;d97£1mm)石墨粉的工業(yè)化制備工藝與裝備，石墨層間化合物、石墨密封材料、高溫潤滑材料、導(dǎo)電涂料和儲(chǔ)能材料等的制備工藝與裝備。

　　7、有機(jī)/粘土復(fù)合材料和粘土層間化合物的工業(yè)化插層工藝與裝備、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合工藝與裝備及應(yīng)用技術(shù)。