非金属矿物粉体表面改性技术

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非金属矿深加工及矿物材料试题库 (1)

1．粉碎定义：利用外力（人力、机械力、电力、热核力、风力等）克服固体物料分子间内聚力，将固体粒度减小的操作。

3．粒度：颗粒的大小称为粒度。

4．等效粒径：是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。

5. 比表面能：是固体颗粒表面增加单位面积所需要的能量。

6. 碱熔法提纯：是在500℃以上的高温下，氢氧化钠与石墨等非金属矿物中的杂质（硅酸盐等）起反应，一部分生成溶于水的反应产物，被水浸出除去。

7. 酸溶（浸）法提纯：是盐酸等酸溶液与非金属矿物中的着杂质铁的各种化合物（Fe 2O 3、FeO 、Fe 2(OH)3、Fe(OH)2、FeCO 3等）起反应，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤除去。

8. 氧化漂白法提纯：是采用强氧化剂，在水介质中将处于还原状态的黄铁矿等氧化成可溶于水的亚铁。

同时，将深色有机质氧化，使其成为能被洗去的无色氧化物。

9. 高温煅烧法提纯：是将非金属矿物中比较容易挥发的杂质（碳质、有机质等），以及特别耐高温的矿物中耐火度较低的矿物通过煅烧二蒸发掉。

10. 奈思斯特附面层：浸出过程是发生于固-夜两相间的反应，固体处在液体中其表面附着一层液体，这个液层叫奈思斯特附面层，其厚约0.03mm 。

11. 扩散控制反应：固液界面上的化学反应速度远快于浸出剂扩散到界面的速度，此时反应处于“停工待料”状态，反应速度受扩散速度控制。

12. 化学处理改性：即通过矿物与碱、酸、盐等化合物作用，改变或改善矿物的理化性能。

13. 表面处理改性：即通过矿物与有机偶联剂等改性剂作用，改善其表面化学性能，或与其他涂敷材料作用，改善其表面物理或机械性能。

13. 热处理和高温处理改性：即通过加热的方法或高温煅烧的方法，使矿物的物理或化学性能得到该变或改善。

14. 粉体表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或界面进行处理,有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面能、表面润湿性、电性、吸附和反应特性、表面结构和官能团、等等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要。

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一，能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。

本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用，综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展，并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。

%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。

无机粉体表面改性技术发展现状与趋势

ＺｎｈｉｉｈｅｇＳｕｌｎ
（ｈｎｎｖｒｔｏｎｇ＆Ｔｃｎｌｙ（ｅｎ，ｅｎ００３ＣｉａＣｉＵｉｓｙｆＭｉｉａｅｉｎｅｈｏｇＢｌｇ）Ｂｌｇ１０８，ｈｎ）ｏｉｔｉｔＡｓａｔＳｒｃｏｉｃｔｎｉｏｅｏｅｍｊｒｔｈｉｅｒｒｅｓｇｉｏｇｎｃｐｗｅｓｗｉａｔｏｔｍｂｔｃ：ｕａｅｍｄｆａｏｎｆｈａｃｎｑｓｏｏｓｉｎｒａｉｏｄｒ，ｈｃｈｓｕｍｓｉ — ｒｆｉｉｓｔｏｅｕｆｐｃｎｈ
表面改性是优化无机粉体材料性能的关键技术之一，对提高无机粉体的应用性能和价值起着至关重要的作用。中国无机粉体表面改性技术的研究开发始于２０世纪８０年代。２０世纪９Ｏ年代以后，由于塑料、胶、料等相关产业的快速发展，国无橡涂中机粉体表面改性技术的研发和应用速度加快，于并
２０世纪９０年代末开始了专用于表面改性设备的研
面改性方法，它利用有机表面改性剂分子中的官能
团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性。所用表面改性剂主要有偶联剂（烷、酸酯、硅钛
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ｒｚｄ；ｎｈｅｅｏｍｅｔｐｏｐｃｎｒｎｒｌｏｆｒｃｓｄｉｅａｄｔｅｄｖｌｐｎｒｓｅｔｄｔｅｄｗｅｅａｓｏｅａｔ．ａｅＫｅｒｓｎｒａｉｐｗｄｒ；ｃａｉｏｕａｅｍｏｉｃｔｎ；ｕａｅｍｏｉｅｙｗｏｄ：ｉｏｇｎｃｏｅｓｍｅｈｎｓｍｆｓｒｃｄｆａｉｓｒｃｄｆｒｆｉｏｆｉ

非金属矿粉体加工技术现状与发展

１非金属矿物粉体加工技术现状Ｊ
１１粉碎分级．
解石、大理石、白云石、石膏、重晶石、滑石、叶蜡石、绿泥石、膨润土、伊利石、硅灰石、煤系硬质高岭岩、玻璃原料石英岩等只进行简单的拣选和分类。目前工业上进行选矿提纯的非金属矿主要有：石棉、石墨、高岭土、硅藻土、石英、云母、石榴子石、蓝晶石、夕线石、红柱石、蛭石、菱镁矿、长石、金红石、锆英砂、萤石等。由于优质滑石资源的日渐减少，２０年开始了低品位滑石的选矿加０５
细碳酸钙浆料加工技术、超细非金属矿粉改性及复合技术、超细高白度煅烧高岭土加工技术、球形非金属矿粉加工技术和针状非金属矿粉加工技术等方面的显著进展；并对非金属矿物的粉碎分级技术、选矿提纯技术以及表面改性技术的发展趋势进
行了展望。
关键词：非金属矿；粉体；加工技术中图分类号：Ｔ７Ｄ９文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ３６２０）４００ — ４０７９８（０７０ — ０３０
ｉ０６Ｔｅｐｅｅｔｔｔｓｐｏｒｓｎｅｅｏｍｅｔｎｓｆｒｃｓｉｇｔｃｎｌｇｆｏ — ｔｌｃｍｉｅａｓｕｈａｏｎ２０．ｈｒｓｎａｕ，ｒｇｅｓａｄｄｖｌｐｎ￣ｅｄｐｏｅｓｎｈｏｏｏｎｎｍｅａｌｎｒｌｓｃｓｍｍｉｕｉｎｓｏｅｙｉｃｎｔｏ
、、、、
石棉主要采用风选和筛分分级；石墨天然可浮

非金属矿粉的表面改性研究及应用

下干燥填料矿粉，至其含水率低于Ｏ％．，投人高速５
搅拌机中，不同质量的钛酸酯偶联剂以ｌ５将：比例用
钛酸酯偶联剂是一类具有两性结构的物质，其
分子中一端易于水解的烷氧基（０）Ｒ与无机物表面的自由质子发生化学反应，形成牢固的Ｔ一０键，ｉ在填料表面直接生成偶联化层；另一端基团则具有亲有机物质的性质，可与有机物质分子反应或物理缠绕。从而把两种性质不相同的材料牢固的结合起
２２实验方法．
性，提高材料的机械强度和综合性能。本文以碳酸钙的表面改性为例，讨论用钛酸酯
偶联剂和硬脂酸对非金属矿粉的表面改性方法和效果评价。ｌ改性剂及实现机理
１１酸酯偶联剂．钛
用钛酸酯偶联剂改性：在烘箱中于１５ｌＯ０一￣ＩＣ
油性基团，可防止碳酸钙粒子分散性能。改性剂的用量受矿物的表面特性和矿物粉体的
比表面积等因素决定。２实验部分
２１．试验试样与设备
重质碳酸钙粉（平均粒径１ｍ，钛酸酯偶联０ｕ）
￣（Ｔ）硬脂酸，ＪＳ，Ｔ液体石蜡（白油）聚氯乙稀（ＶＣ，，Ｐ）双辊混炼机，高速搅拌机。
中图分类号：Ｔ３０Ｑ２．４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０ — ７（０６５０１— ０４１２２０） — ４０６００３
ＳｕｙａｄＡｐｌａｉｎｏｒａｅＭｏｉｃｔｎｏｎＭｅａｌｎｒｌ｜ｈｎｉａｔｌ／ｎｉｎｎｖｒｉｔｄｐｉｔｆｕｆｃｄｆａｉｆｎｃｏＳｉｏＮｏ－ｔｌｃｉＭｉｅａＺａｇＧｕ－ｎｅ／ＸｉｊｇＵｉｅｓｙｌａａｔ

非金属矿产资源节约与综合利用技术进展

展；隐晶质石墨的高温提纯技术已研发成功。对于大量存在的低品位滑石、低品位硅藻土、低
热，不需要单设粉体加热装置；④可以在一机上实现二
种以上改『剂的覆合改ｆ和两种以上粉体的复合改陛。生！生
３５尾矿综合利用技术．
石墨、高岭土、萤石、温石棉、蓝晶石矿物等非
３１非金属矿开采技术．我国非金属矿山企业分散、数量大、规模小，生
产技术水平比较落后。近年来，通过治理整顿和重
度－ｍ含量 ≥９％、最大粒径３１、平均粒径２７～５７１
０．３～０．５Ｕｍ。
又如超细煅烧高岭土生产技术：超细研磨设备，２０年采用Ｂ５０００Ｐ０研磨剥片机，２０年Ｎ２０年，随０１０５着ＣＭ３０和ＣＭ５０大型搅拌磨相继问世，现已Ｙ００Ｙ００形成１／的生产线装备，能耗由１０Ｗ・／降低万ｔａ８ｋｈｔ
粉体干法连续表面改性工业化集成技术。该技术特点
是：①连续生产、负压运行，无粉尘污染、操作简便、单位产品能耗低（００Ｗ・／）３５ｋｈｔ；②对粉体的改性剂的分散ｆ好，颗粒表面包覆均匀；③依靠自生摩擦加
以上；蓝晶石族矿物、碎云母等开发相对较晚的非金属矿产，也研发了专用的选矿工艺流程设备；膨润土、凹凸棒石等粘土矿物的提纯技术亦取得了新的进
目前各开采矿山都有大量积存，不仅造成资源的浪费，而且给生态环境带来危害。因此，研究开发低品位矿石选矿提纯技术，对低品位矿石进行选矿提纯和综合利用，是资源节约的又一技术途径。

非金属矿物粉体材料制备与处理技术

非金属矿物粉体材料制备与处理技术非金属矿加工利用的目的是通过肯定的技术、工艺、设备生产出充足市场要求的具有肯定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的粉体材料以及肯定尺寸、形状、机械性能、物理性能、化学性能、生物功能等的功能性产品或制品。

非金属矿物加工利用技术重要包含以下二个方面：（1）颗粒制备与处理技术。

重要包括矿石的粉碎与分级技术、选矿提纯技术、矿物（粉体）的表面或界面改性技术、脱水干燥技术、造粒技术等；（2）非金属矿物材料加工技术。

重要包括非金属矿物材料的原材料配方技术、加工工艺与设备等。

1.1颗粒制备与处理技术颗粒制备与处理技术是非金属矿物粉体材料所必需的加工技术，目的是通过肯定的技术、工艺、设备生产出充足市场要求的具有肯定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的非金属矿物粉体材料或产品。

（1）“粉碎与分级”是以充足应用领域对粉体原（材）料粒度大小及粒度分布要求的粉体加工技术。

重要讨论内容包括：粉体的粒度、物理化学特性及其表征方法；不同性质颗粒的粉碎机理；粉碎过程的描述和数学模型；物料在不同方法、设备及不同粉碎条件和粉碎环境下的能耗规律、粉碎及分级效率或能量利用率及产物粒度分布；粉碎过程力学；粉碎过程化学；粉体的分散；助磨剂的筛选及应用；粉碎与分级工艺及设备；粉碎及分级过程的粒度监控和粉体的粒度检测技术等。

它涉及颗粒学、力学、固体物理、化工原理、物理化学、流体力学、机械学、岩石与矿物学、晶体学、矿物加工、现代仪器分析与测试等诸多学科。

（2）“表面改性”是以充足应用领域对粉体原（材）料表面性质及分散性和与其它组分相容性要求的粉体材料深加工技术。

对于超细粉体材料和纳米粉体材料表面改性是提高其分散性能和应用性能的重要手段之一，在某种意义上决议其市场的占有。

非金属矿物粉体材料的重要讨论内容包括：表面改性的原理和方法；表面改性过程的化学、热力学和动力学；表面或界面性质与改性方法及改性剂的关系；表面改性剂的种类、结构、性能、使用方法及其与粉体表面的作用机理和作用模型；不同种类及不同用途无机粉体材料的表面改性工艺条件及改性剂配方；表面改性剂的合成和表面改性设备；表面改性效果的表征方法；表面改性工艺的自动掌控；表面改性后无机粉体的应用性能讨论等。

密友集团一项目入选江苏“金桥工程”

郑水林：非金属矿物粉体表面改性技术进展
阻燃应用［】北京化工大学学报，０６，３４： —１．Ｊ．２０３（）９１［］１姚超，国生，１高林西平，．等硅烷偶联剂对纳米二氧化钛表面改性的研究［］无机材料学报，０６２（）３ —３ＯＪ．２０，１２：ｌ５２．【】ｌ沈志刚，２蔡楚江，麻树林．超细颗粒的气流强湍流分散与表面改性处理技术【．Ｒ】第七届全国颗粒制备与处理学术暨应用研讨
３５—３９．
［１水林，彩丽，１郑８王陈骏涛．机粉体表面改性技术现状与研究进无
展 … ．工矿物与加工，０７３（： — １化２０，６增）１１．【９项素云，ｌ】田春香，谢洪勇．滑石粉表面改性填充Ｐ复合体系研Ｐ
会论文集．山东：国粉体技术杂志社，０４：０４中２０２ —２．
பைடு நூலகம்
［７杨玉芬，国胜，向阳，．２１盖郝等利用化学激发原理实现粉煤灰表面包覆［］有色矿冶，０５ｌ０６．Ｊ．２０：６－１１［８张清辉，２】郑水林，张强．氢氧化镁／氧化铝复合阻燃剂的植被氢及其在ＥＶＡ材料中的应用［】北京科技大学学报，０７，９Ｊ．２０２
表征【］非金属矿，０８，（）２－２Ｊ．２０３ｌ１：２４．［７王利剑，３］郑水林，舒锋．硅藻土负载ＴｉＯ复合材料的制备与光降解性能研Ｊ．酸盐学报，０６，４７：２－８６．］硅２０３（）８３２［８王利剑，３】郑水林，舒锋．纳米Ｔｉ／藻土复合光催化材料的制Ｏ：硅备与表征［］过程工程学报，０６６Ｓ）ｌ５６．Ｊ．２０，（２：６一ｌ８［９王利剑，３１郑水林，田文杰．载体ｘｒｉ／硅藻土中ＴＯ：Ｃｒｏｉ相变及晶粒生长的影响… ．硅酸盐学报，０８３（１：６４６８２０．６１）ｌ４ —１４．

粉体表面改性处理介绍

2)有机酸及其盐类改性剂
❖高级脂肪酸及其盐结构通式：RCOOH 为阴离子表面活性剂，其结构和聚合物分子结
构相似，与聚合物基料有一定的相容性。分子一端为羧基，可与无机填料或颜料表面发生物理、化学吸附作用，另一端为长链烷基（C16-C18）
作用：用高级脂肪酸及其盐(如硬脂酸)处理无机填料
或颜料，有一定的表面处理效果可改善无机填料或颜料与高聚物基料的亲和性，提高其在高聚物基料中的分散度。本身具有润滑作用，可使复合体系内摩擦力减
（1）干法改性干法改性是指颗粒在干态下在表面改性设备中首先进
行分散，然后通过喷洒合适的改性剂或改性剂溶液，在一定温度下使改性剂作用于颗粒材料表面，形成一层改性剂包覆层，达到对颗粒进行表面改性处理的方法。这种改性方法具有简便灵活，适应面广，工艺简单，成本低，改性后可直接得到产品，易于连续化、自动化等优点，但是在改性过程中对颗粒难以做到处理均一、颗粒表面改性层可控等目的。
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概述
1)定义
粉体表面改性
表面改性是指利用各类材料或助剂，采用物理、化学等方法对粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善粉体表面的物理化学性质或物理技术性能，如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
亲水基的性质
硅烷偶联剂亲水基也称水解性基团，遇水可分解成活性硅醇(≡Si-OH)，通过硅醇和无机矿物表面反应，形成化学结合或吸附于矿物表面 X为—OCH3和—OC2H5，水解速度缓慢，产物
醇为中性物质，用水介质进行表面改性。 X为—OC2H4OCH3基团，不仅保留水解性，还
能提高水溶性、亲水性，应用更为方便

六大非金属矿加工技术的发展趋势

六大非金属矿加工技术的进展趋势非金属矿加工是依据物理、化学原理，借助各种机械设备对天然矿物及非传统矿物进行分别、富集、提取、提纯、改性、超细、复合等加工，以获得不同用途的有用物质或矿物功能材料，其特点是以利用非金属矿自身具有的物理性能、化学性能和微观结构特点为重要目的，而不局限于其中的个别化学元素。

非金属矿是人类赖以生存和进展的紧要矿产资源之一。

非金属矿产品是现代工业的紧要基础材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和节能、环保、生态等功能性材料，在现代经济和社会进展中扮演越来越紧要的角色。

非金属矿物材料在现代高技术与新材料、传统产业、环保与生态建设等产业以及人类日常生活中的广泛应用是以其较高的技术含量为前提的，因此，高效综合利用和深加工是开发利用非金属矿的必由之路。

而功能化则是非金属矿材料进展的主题。

1、精选提纯由于绝大多数非金属矿物只有选矿提纯以后其物理化学特性才能充分体现和发挥，因此，无论是新兴的高技术和新材料产业、生物医药、环保产业还是传统产业都将对非金属矿物材料的纯度提出更高的要求。

随着非金属矿物材料纯度要求的提高，精选提纯技术的难度也将加添，此外，资源的贫化和资源综合利用率要求的提高也将加添精选提纯技术的难度。

为了充足相关应用领域对非金属矿物原（材）料高纯化的要求，微细粒选矿提纯和综合力场（重力、离心力、磁力、电力、化学力）精选技术将成为将来非金属矿提纯技术的重要进展趋势，特别是石墨、金刚石、石英、长石、高岭土、云母、滑石、硅藻土、错英砂、硅灰石、重晶石、金红石、膨润土、萤石、硅线石、红柱石、蓝晶石、菱镁矿等非金属矿物和岩石。

2、超细粉碎由于超细粉体具有比表面积大、表面活性高、化学反应速率快、烧结温度低且烧结体强度高、填充补强性能好、遮盖率高等优良的物理化学性能。

因此，很多应用领域要求非金属矿物原（材）料的粒度微细（微米或亚微米）；领域不仅要求粒度超细而且要求粒度分布范围窄。

如高档纸张涂料要求重质碳酸钙的细度为—2m90%，粒度分布要求最大粒度5m，—0.2m10%—15%；降解塑料要求重质碳酸钙的细度为—6—7mm97%，要求最大粒度成8m；功能纤维填料要求无机非金属填料的细度为97%2m，最大粒度3m；高聚物基复合材料用氢氧化镁和氢氧化铝阻燃填料要求中位径d501m，9755m。

粉体技术的研究进展

粉体技术的研究进展非金属矿物粉体是现代新材料的重要组成部分之一，在现代产业发展中起重要作用。

近20年来，我国非金属矿物粉体的加工技术有了显著进步。

非金属矿物粉体工业已形成相当的规模，各类非金属矿物粉体的年总产量达上亿吨，已经在高技术新材料产业以及造纸、塑料、橡胶、涂料、建材、冶金、轻工、化工等传统产业及环保产业得到广泛应用。

未来非金属矿物粉体加工技术的发展趋势是以市场为导向，以提升非金属矿物材料的功能或应用性能为目的，发展新方法、新工艺和新设备。

一、我国粉体工业发展的现状非金属矿物精细粉体和功能性非金属矿物材料是伴随现代科技革命、产业发展、社会进步、人类生活质量的提高和环保意识的普遍觉悟而发展起来的。

我国在该领域的大规模生产和工业应用是从20世纪70年代末或80年代初开始的。

经过近20年的发展，尤其是20世纪90年代以来的发展，我国非金属矿加工业已形成相当的规模。

在普通或大众产品方面不仅能基本满足国内市场所需，而且还能大量出口，在国际非金属矿产品粉体市场占有较重要的地位。

二、我国非金属矿物粉体加工技术现状在非金属矿物的加工中广泛应用粉体加工技术，如粉碎、分级、提纯、改性、国液分离、煅烧、造粒、包装等。

矿种多、应用领域广、技术指标要求复杂是非金属矿物加工的主要特点之一。

由于这一特点，非金属矿的加工工艺也是千差万别的。

有些非金属矿可以直接粉碎加工成商品，如方解石，有些必须要进行提纯，如石墨，有些废用领域只需对非金属矿进行简单的粉碎加工，如饲料用的石灰石粉．铸造用的膨润土以及普通的非金属矿物填料；有些应用领域则要求进行较深度的加工，如微电子工业应用的胶体石墨、高纯石英，造纸工业用的高岭土、重质碳酸钙颜料，涂料工业用的有机膨润土，纳米复台材料用的蒙脱石，新型导电材料用的石墨层间化台物。

以下就几个主要粉体加工环节进行简单评述：(1)选矿提纯由于非金属矿物成矿的特点及应用的特点，工业上大多数非金属矿物如石灰石、方解石、大理石、自云石、石膏、重晶石、滑石、叶蜡石、绿泥石、膨润土、伊利石、硅灰石、煤系硬质高岭岩、玻璃原料石英岩等只进行简单的拣选和分獒进行粉碎、分级、改性活化和深加工。

粉体表面改性

4 粉体表面改性
4.1 概述
1)定义表面改性是指利用各类材料或助剂，采用物理、化学、机械等方法对矿物粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善粉体表面的物理、化学性质或物理技术性能，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
粉体的表面改性处理直接影响着粉体的使用价值和应用领域。
常用改性剂偶联剂 ——最常用的矿物表面改性剂高级脂肪酸及其盐 ——适用于表面含金属活性粒子的矿物不饱和有机酸和有机硅，等
改性剂的选择范围较大，具体选用时要综合考虑粉体的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理工艺以及表面改性剂的成本等因素。
表面化学改性一般在高速加热混合机或捏合机、流态化床、研磨机等设备中进行。这是因为粉体的表面改性处理大多是在粉体物料中加入少量表面改性剂溶液进行的操作。
常见的方法：包覆改性和高能改性。
包覆改性包覆也称涂敷，是一种对粉体表面简单处理的方法，借助于黏附力，利用有机高聚物或树脂等对粉体表面进行“包覆”，以达到改善粉体表面性能的方法。
影响因素：颗粒的形状比表面积孔隙率涂覆剂的种类涂敷处理工艺，等
例：树脂包覆石英砂--冷法和热法
表面改性是为改善矿物材料的使用性能，提高使用
价值并拓展新的应用领域，以满足新材料、新技术
发展、新产品开发的需要。
• 对膨润土进行有机阳离子覆盖处理，可提高其在弱极性或非极性体系中的膨胀、悬浮、触变等特性；
• 通过表面改性处理，可提高涂料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力以及耐热性、保光性、保色性等。
在包覆处理前对石英砂进行冲洗或擦洗和干燥。
冷法包覆砂是在室温下制备的，先将粉状树脂与砂混匀，然后加入溶剂（工业酒精、丙酮或糠醛），溶剂加入量根据混砂机能否封闭而定。封闭者，酒精用量为树脂用量的40-50%；不能封闭者为70-80%，再继续混碾到挥发完，干燥后经粉碎和筛分即得产品。但该法使用有机溶剂量大，仅用于少量生产。

粉体表面改性设备主要类型及特点

粉体表面改性设备重要类型及特点粉体表面改性设备，重要担负3项职责：一是混合；二是分散；三是表面改性剂在设备中熔化和均匀分散到物料表面，并产生良好的结合。

我国粉体表面改性设备大多数是从化工机械中借用过来的，因而并不能很好地完成改性任务。

而专用粉体表面改性设备的开发始于20世纪90时代后期。

目前表面改性机重要有：（1）PSC系列粉体表面改性机。

PSC系列粉体表面改性机是表面化学改性的专用设备，它具有设计先进、科学、能连续生产、产量高、能耗低、自动化程度高、工人劳动强度低、无粉尘污染、且表面改性剂用量少、包覆率高等特点。

（2）复合式粉体连续改性系统。

复合式粉体连续改性系统是引进日本技术经消化、汲取生产的新型表面改性设备，适用于年产3000～5000t改性粉体的企业。

其重要特点：连续运行；改性均匀，节省了药剂；采纳导热油加热，可避开自摩擦升温慢和电能的挥霍；密封性好，无粉尘污染。

（3）SLG型三筒连续粉体表面改性机。

该改性机是引进瑞典AGMW 公司三筒高速猛烈混合表面改性机（HSTP一3／1000而研制的），定名为SGL型三筒连续粉体表面改性机。

该改性机连续生产、自动加料、操作简单、处理本领大，特别适合用硬脂酸类、各种偶联剂等对碳酸钙、滑石、云母、高岭土、石英、硅灰石等非金属矿物填料进行连续表面改性处理。

江阴市启泰非金属工程有限公司和中国矿业大学（北京）于1997年共同研制开发了一种集粉体表面改性、混合、解聚于一体的非金属深加工设备SLG型粉体表面改性机，经过十几年的不断完善、改进，目前已在国内500多家粉体企业得到成功应用，并出口到俄罗斯、马来西亚等十几个国家和地区。

（4）半自动猛烈混合改性机组。

半自动猛烈混合改性机组的最大特点是利用电子秤全自动计量，使高速混合机的加料实现了远距离自动操作，大大降低了人工劳动强度和人工计量不准的偏差，同时设备间采纳密封的管道联接，防止粉尘污染。

超细粉体高冷搅机组改性机超细粉体新型高冷搅机组改性机已经生产出2L+6L试验室机组。

超细粉体表面改性研究进展

ｃｌｍｏｆｃｔｎ，ｍｉｒｎａｕａｉｎｍｏｉｃｔｏａｄｉａｉｉｏｃｏｅｃｐｓｌｔｄｆａｉｎ，ｈｇｎｒｙｍｏｉｃｔｏｏｉｉｈｅｅｇｄｆａｉｎ，ｐｅｉｉａｉｎｍｏｆｃ－ｉｒｃｐｔｔｏｄｉａｉ
超细粉体表面改性研究进展
铁生年，李星
（青海大学非金属材料研究所，青海西宁８０１）１０６
摘要：对目前超细粉体制备和应用中存在的问题，述了近年来超细粉体的表面改性方法，针综如表面包覆改性、面化学改性、械力化学改性、囊式改性、表机胶高能改性、淀改性等研究进沉展，介绍了国内超细粉体常用的表面改性设备和表面改性剂并指出其今后的发展趋势，讨了探影响粉体表面改性效果的因素，同时对表面改性技术的发展前景进行了展望。
第２８卷第２期２１００年４月
Hale Waihona Puke 青海大学学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆｉｇａＵｉｅｓｙＮｔｒＳｉｃ）ｏｒａｏｎｈｉｎｖｒｔ（ａｅｃｎｅＱｉｕｅ
ＶｏＩ８Ｎｏ２ｌ２．Ａｐ．０１ｒ２０
关键词：细粉体；超团聚；面改性；表发展趋势中图分类号：Ｂ２Ｔ３文献标志码：Ａ文章编号：０６— ９６２１）２— ０６— ６１０８９（００００１０
Ｒｅｅｒｈｐｒｇｅｓｏｕｒａｅｍｏｉｃｔｏｆｕｌｒ — ｆｎｅｐｗｄｒｓａｃｏｒｓｆｓｆｃｄｆａｉｎｏｔａ — ｉｉｏｅ

粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂

粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂无机粉体的表面改性是根据使用行业所需求粉体具备的性能而进行的对应表面改性，以满足现代新材料、工艺和技术的发展需求，提升原有产品的性能特点，而且还可以提升对应的产能以及生产效率，在粉体加工行业也越来越受到重视，目前无机粉体表面改性的方法主要为6大类。

1、方法一：物理涂覆方法原理：利用高聚物或树脂等对粉体表面进行处理，一般包括冷法和热法两种。

粉体改性剂：高聚物、酚醛树脂、呋喃树脂等。

影响因素：颗粒形状、比表面积、孔隙率、涂敷剂的种类及用量、涂敷处理工艺等。

适用粉体：铸造砂、石英砂等。

2、方法二：化学包覆方法原理：利用有机物分子中的官能团在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行包覆，一般包括干法和湿法两种。

除利用表面官能团改性外，该方法还包括利用游离基反应、鳌合反应、溶胶吸附等进行表面包覆改性。

粉体改性剂：如硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸盐、有机铬等各种偶联剂，高级脂肪酸及其盐，有机铵盐及其他各种类型表面活性剂，磷酸酯，不饱和有机酸，水溶性有机高聚物等。

影响因素：粉体的表面性质，粉体改性剂种类、用量和使用方法，改性工艺，改性设备等。

适用粉体：石英砂、硅微粉、碳酸钙、高岭土、滑石、膨润土、重晶石、硅灰石、云母、硅藻土、水镁石、硫酸钡、白云石、钛白粉、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝等各类粉体。

3、沉淀反应方法原理：通过无机化合物在颗粒表面的沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包膜”，以达到改善粉体表面性质，如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、电、磁、热性和体相性质等。

粉体改性剂：金属氧化物、氢氧化物及其盐类等各类无机化合物。

影响因素：原料的性质（粒度大小和形状、表面官能团），无机表面改性剂的品种，浆液的pH值、浓度，反应温度和反应时间，洗涤、脱水、干燥或焙烧等后续处理工序。

适用粉体：钛白粉、珠光云母、氧化铝等无机颜料。

4、机械力化学方法原理：利用超细粉碎及其他强烈机械作用，有目的的对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构、溶解性能（表面无定形化）、化学吸附和反应活性（增加表面活性点或活性基团）等。

非金属矿物加工

粉体加工应用技术主要包括：颗粒制备与处理技术、非金属矿物材料加工技术、非金属矿物化工技术。

非金属矿物加工技术的发展趋势：超细粉碎、精选提纯、表面改性、非金属矿物材料、非金属矿物化工。

非金属元素共有22种，它们位于元素周期表的右上方。

除稀有气体元素（He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）和氢外非金属元素共有15种，以液态存在的有H、F、Cl、O、N等五种。

以液态存在仅溴一种。

颗粒制备与处理技术：粉碎与分级、表面改性、选矿提纯、脱水干燥技术、造粒技术。

造粒方法主要有压缩造粒、挤出造粒、滚动造粒、喷雾造粒、流化造粒等。

@非金属元素原子的外层电子构型的s轨道都有2个电子，即非金属元素原子具有ns2np1-5的外层电子构型。

分子间力来源主要三种：取向力，诱导力，色散力。

非金属元素的成键特征是：一方面能形成离子键，另一方面能形成共价键。

这是由非金属元素原子的外层电子构型、原子半径和元素的电负性所决定。

无机非金属材料化学反应特点：无机非金属材料化学反应的复杂性，固相反应（热分解、氧化还原、加成、置换和复分解反应）。

固相反应：无机非金属材料化学反应的一个特点就是高温下的固体和固体之间发生的表面离子互相交换的反应。

非金属矿的选矿提纯包括传统的重力选矿、浮选、磁选、电选。

选矿的目的和任务是将有用矿物同无用的脉石分离，把彼此共生的有用矿物尽可能分离并富集成所需的精矿，综合回收利用有价成分，去除对冶炼和其他加工过程有害的杂质，提高精矿品质，充分利用有限的矿产资源。

选矿过程：选别前的准备作业、选别作业、产品处理作业。

选矿指标：1)品味：指矿物原料及选矿产品中有用成分含量的质量百分比。

2）产率：指产品质量与原矿质量之比的百分数。

3）选矿比：指原矿质量与精矿质量之比。

4）富矿比：指精矿品味和原矿品味之比。

5）回收率：我们把原矿或给矿中所含被回收的有用成分在精矿中回收的质量百分数称为回收率，以此评价该有用成分的回收程度。

6）选别效率：我们用精矿中更有用成分回收率与脉石回收率之差来衡量选别作业效果的好坏。

非金属矿物粉体表面改性技术进展

非金属矿物粉体的表面改陛，主要是依靠表面改性剂（或处理剂、包覆剂）在粉体颗粒表面的吸附、反
物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子以及金属氧化物及其盐等，常见国产品种及其应用列于下表。
表面改性剂及其应用
名称品种应用
碳酸钙碳酸镁、高岭土、滑石、硅灰石氧化铁、重晶石、氢氧化铝氢氧化镁、粉煤灰、石膏粉、云母叶蜡石等
、、、、
铝钛复合阴离子阳离子非离子
ＦｌＴ２Ｔ、Ｆ一硬脂酸（、磺酸盐及其酯、高级磷酸酯盐盐）高级胺盐（伯胺、仲胺、叔胺及季铵盐）聚乙二醇型、多元醇型聚丙烯酸（盐）
云母、高岭土、滑石、钛白粉、氧化铝氧化镁、颜料等
、
钛盐
、
铬盐、铁盐、硅酸盐、铝盐、镁盐、锆盐、锌盐、镉盐等
２０年以来，随着与非金属矿物粉体相关高技术００和新材料的发展及无机粉体应用技术的显著进展，表面改性非金属矿物粉体用量不断增加；针对超细重质
、
滑石、硅灰石、氧化铁、高岭土、高岭土海泡石、云母、叶蜡石等
、
表面活性剂
轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅灰石、膨润土、高岭土、氢氧化镁、滑石、叶蜡石等碳酸钙、磷酸钙、硅灰石、滑石、铁红颜料等
、
水溶性高分子有机硅有机低聚物不饱和有机酸
…
石、重晶石、氢氧化铝、氢氧化镁、叶蜡石等石英二氧化硅、玻璃纤维、高岭土滑石、硅灰石、氢氧化铝、氢氧化镁