非金属矿物与岩石材料工艺学PDF电子书下载

第一篇　基础篇1　总论 1

1.1 非金属矿物与岩石材料 1

1.1.1　初加工 1

1.1.2　深加工 2

1.1.3　制品（复合材料） 3

1.2 非金属矿物与岩石材料的分类 3

1.2.1　按矿种分类 4

1.2.2　按材料结构分类 4

1.2.3　按功能分类 5

1.3　非金属矿物与岩石材料科学的特点 6

2　物理加工与改性 8

2.1　矿物或岩石颗粒形态处理 8

2.2　磨碎过程中的改性 10

2.3　湿法加热改性 11

2.4 热加工 11

2.4.1　热分析 11

2.4.2　干燥脱水 13

2.4.3　热分解 28

2.4.4　烧成 33

2.4.5　煅烧设备 35

2.5　超声波改性 38

2.6　电磁波及粒子束辐射改性 39

2.7 矿物材料表面金属化处理改性 39

2.7.1　非金属矿材料表面金属化的特点 40

2.7.2　非金属矿材料刷镀处理方法分类 40

2.7.3　电镀法处理矿物／金属复合材料 41

2.7.4　化学镀矿物／金属复合材料 42

2.8　化学气相沉积法（CVD） 49

2.8.1　概述 49

2.8.2　CVD的化学反应 50

2.8.3　CVD的工艺模型 50

2.8.4　CVD制取的材料 51

2.8.5　CVD镀层的应用 52

3　界面化学改性 53

3.1 矿物（岩石）颗粒的表面积 53

3.1.1　外表面积与内表面积 53

3.1.2 比表面积的测定 53

3.1.3　有关矿物比表面积的参考数据 54

3.2 矿物颗粒表面 56

3.2.1 矿物新鲜表面结构及表面不饱和性 56

3.2.2　表面能及表面自由能 56

3.2.3　矿物表面的不均一性 57

3.3 水及水合作用 58

3.3.1 水及水合作用 58

3.3.2 矿粒与水的作用 59

3.3.3　矿粒表面润湿性 61

3.4 矿物表面电性 63

3.4.1　矿物表面电荷 63

3.4.2　界面双电层结构 63

3.5　表面活性剂 65

3.5.1　概述 65

3.5.2　表面活性剂在矿物加工中的应用 66

3.6 偶联剂 68

3.6.1　概述 68

3.6.2　有机铬络合物 68

3.6.3　有机硅烷偶联剂 68

3.6.4　有机钛酸酯偶联剂 74

3.6.5　锆类偶联剂 78

3.7 药剂在矿物表面的吸附 78

3.7.1　吸附形式 78

3.7.2　无机离子的吸附 79

3.7.3　表面活性剂离子的吸附 80

3.7.4　高分子在矿粒表面的吸附 83

3.7.5　中性分子的物理吸附 86

3.8 矿物颗粒间的相互作用 86

3.8.1　范德华力 86

3.8.2　静电作用能及作用力 87

3.8.3　溶剂（水）化膜 87

3.8.4　粒间疏水作用 88

3.8.5　磁吸引作用 88

3.8.6　粒间偶极作用 88

3.8.7　受各种粒间作用制约的颗粒团聚或分散 89

3.9 矿粒群的分散与凝聚 90

3.9.1　分散与凝聚 90

3.9.2　互凝（异凝聚） 92

3.9.3　分散 92

3.9.4　粘土矿物的分散与互凝（自凝） 94

3.9.5　解胶 95

3.9.6　流变性 96

3.10 离子交换改性 100

3.10.1 阳离子交换 100

3.10.2 阳离子交换容量（CEC） 102

3.10.3　阳离子交换的选择与平衡 105

3.10.4　阳离子交换反应的实际应用 106

4　化学处理改性 107

4.1　概述 107

4.2 化学处理基本原理 107

4.2.1　化学处理药剂 107

4.2.2　化学处理机理 108

4.2.3　酸法浸出 112

4.2.4　碱法浸出 116

4.2.5　化学提纯与化学改性的区别 117

4.3 矿物的化学漂白 118

4.3.1　概述 118

4.3.2　矿物的染色杂质 119

4.3.3　化学漂白原理与漂白药剂 119

4.4 浸出工艺 123

4.4.1　浸出方法 123

4.4.2　浸出流程 124

4.4.3　浸出设备与操作 125

5 固液分离 130

5.1　固液分离方法分类 130

5.2 分离效率 132

5.2.1 基本定义和质量平衡方程 132

5.2.2　总效率 133

5.2.3　级效率 133

5.2.4　分割粒度（xa） 134

5.2.5　分离极限 135

5.2.6　串联和多级旁通分离设备系统 135

5.3 聚凝与絮凝 136

5.3.1 概述 136

5.3.2 聚凝和基本聚凝剂 136

5.3.3　絮凝和聚合电解质 137

5.4 沉降分离 139

5.4.1　概述 139

5.4.2　影响沉降的因素 139

5.5 水力旋流器 140

5.5.1 水力旋流器的应用领域 140

5.5.2　水力旋流器的结构及工艺参数 141

5.6　离心沉降分离 142

5.6.1　概述 142

5.6.2　离心沉降设备 142

5.7 筛分 144

5.7.1 概述 144

5.7.2　筛的技术参数及筛的类型 145

5.8　过滤和压滤 145

5.8.1　过滤 145

5.8.2　压滤 146

5.9 洗涤 146

5.9.1　概述 146

5.9.2　置换洗涤 147

5.9.3　流动状态洗涤 148

6 多相体系物料制备 151

6.1　概述 151

6.2　搅拌作业中流体的运动特性 152

6.3　搅拌效果 154

6.4　搅拌装置的选择 156

6.5 矿物材料的固-液相系搅拌 157

6.5.1　操作目的 157

6.5.2　固液悬浮操作 158

6.6 搅拌器 158

6.6.1　搅拌器形式 158

6.6.2　槽径和叶轮直径比（D/d） 159

6.7 捏合 160

6.7.1　捏合操作 160

6.7.2　间歇式捏合机 161

6.7.3　连续式捏合机 164

6.8　固体矿物的混合效果 164

7 成型与固化 167

7.1 成型 167

7.1.1　成型辅助剂 167

7.1.2　成型方法 169

7.2 成型结合剂及固化机理 185

7.2.1 粘结剂分类 186

7.2.2　无机粘结剂 186

7.2.3　有机粘结剂 192

7.2.4　烧结固化 204

第二篇　应用篇 204

8　复合材料原料特性与增强理论 205

8.1 纤维增强材料 205

8.1.1　石棉纤维 205

8.1.2　纤维水镁石 211

8.1.3　纤维海泡石 212

8.1.4　玻璃纤维 213

8.1.5　碳纤维 214

8.1.6　芳纶纤维（Kevlar纤维） 215

8.1.7　其他纤维增强材料 216

8.2　填料与性能调节剂 217

8.2.1　无机填料 217

8.2.2　金属填料 228

8.2.3　阻燃剂 228

8.2.4　有机填料 228

8.3 增强纤维与填料的改性 230

8.3.1　矿物材料表面改性基础 230

8.3.2　矿物材料表面改性药剂 231

8.3.3　矿物材料表面改性工艺 235

8.4 填充改性的作用机理 236

8.4.1　填料的补强作用 236

8.4.2　填料的堆砌理论 237

8.5 纤维增强理论 239

8.5.1　概述 239

8.5.2　纤维增强单向抗拉理论原理 240

9　摩擦材料 247

9.1　概述 247

9.2　摩擦材料类型 248

9.3 树脂基摩擦材料生产工艺 248

9.3.1 制动器衬片生产工艺与配方 248

9.3.2　离合器面片生产工艺与配方 252

9.3.3　湿式纸基摩擦材料 253

9.3.4　压塑料制备 254

9.3.5　压制成型 259

9.3.6　热处理 260

9.3.7　机械加工 260

10　密封材料 261

10.1　概述 261

10.2　石棉橡胶板 261

10.2.1　石棉橡胶板生产工艺 261

10.2.2　石棉橡胶板类型及配方特点 269

10.2.3　特种石棉橡胶板 269

10.3 石棉胶乳板 270

10.3.1　石棉胶乳板生产工艺 270

10.3.2　主要原、辅材料及产品性能 273

10.3.3　石棉胶乳板制品 274

10.4 石墨密封材料 275

10.4.1　柔性石墨生产工艺 275

10.4.2　柔性石墨密封材料的特点 275

11　绝热材料与轻型建筑材料 277

11.1　概述 277

11.2 人造矿物纤维型绝热材料 278

11.2.1　岩棉及其制品 278

11.2.2　矿渣棉及其制品 280

11.2.3　矿棉吸音板 280

11.2.4　干法吸音装饰板 281

11.2.5　超细玻璃棉板 282

11.2.6　矿棉制品的防水处理 282

11.2.7　矿棉制品与粘结剂 282

11.2.8　玻璃棉及其制品 283

11.2.9　硅酸铝耐火纤维 284

11.3 石棉绝热与纺织制品 285

11.3.1　石棉纺织制品 286

11.3.2　造纸类石棉保温制品 293

11.3.3　模制类石棉保温制品 294

11.4 多孔型绝热材料 296

11.4.1　膨胀珍珠岩及其制品 296

11.4.2　膨胀蛭石及其制品 302

11.4.3　硅酸钙绝热材料 305

11.5 纤维增强无机胶凝材料 307

11.5.1　纤维水泥制品 307

11.5.2　硅酸钙板 310

12　粘土矿物深加工 312

12.1 粘土与粘土矿物 312

12.1.1 粘土 312

12.1.2　粘土矿物 313

12.1.3　几种不同类型的粘土矿物 315

12.2 高岭土的深加工 317

12.2.1　概述 317

12.2.2　高岭土选矿 318

12.2.3　高岭土化学漂白 318

12.2.4　高岭土剥片加工 318

12.2.5　煅烧高岭土 321

12.2.6　高岭土制备颜料 324

12.3 膨润土的深加工 328

12.3.1　概述 328

12.3.2　蒙脱石的物理化学性质 329

12.3.3　膨润土深加工 334

12.4 凹凸棒石与海泡石粘土深加工 348

12.4.1　概述 348

12.4.2　凹凸棒石的物化性能 350

12.4.3　凹凸棒石的用途 351

12.4.4　凹凸棒石粘土深加工 353

12.4.5　海泡石的深加工 358

13 硅藻土深加工 359

13.1 硅藻和硅藻土 359

13.1.1 硅藻的形态和结构 359

13.1.2 硅藻土的命名和原土质量 360

13.1.3　硅藻土的用途 361

13.2 硅藻土助滤剂的生产 362

13.2.1　概述 362

13.2.2　硅藻土助滤剂对原土的要求 362

13.2.3　硅藻土助滤剂的生产工艺 362

13.3 硅藻土载体及钒催化剂载体的生产 366

13.3.1　催化剂载体对硅藻土的要求 366

13.3.2　钒催化剂载体的生产 367

13.3.3　高吸水率球状硅藻土制造方法 368

14 沸石深加工 370

14.1 沸石的矿物学特征 370

14.1.1　沸石矿物分类 370

14.1.2　沸石的结构 370

14.2 沸石的性质及用途 374

14.2.1　沸石的性质 374

14.2.2　沸石的用途 377

14.3　沸石选矿加工 377

14.3.1 沸石粉制备 377

14.3.2　实验室研究沸石精选工艺 377

14.3.3　沸石的选矿提纯工艺 377

14.4　沸石深加工 380

14.4.1 P型沸石洗涤剂助剂 380

14.4.2　天然丝光沸石制备甲苯歧化和二甲苯异构化催化剂 382

14.4.3　酸法处理制备吸附剂 383

14.4.4　焙烧活化方法制备活性沸石 383

14.4.5　低价金属盐阳离子活化材料 384

14.4.6　疏水沸石 384

14.4.7　天然沸石燃烧催化剂载体 384

14.4.8　沸石蓄能及沸石太阳能制冷 385

15 石墨深加工及其制品 388

15.1 石墨矿石类型及性质 388

15.1.1　石墨矿石类型 388

15.1.2　石墨晶体构造 388

15.1.3　石墨的性能 389

15.1.4　人造石墨（制品） 390

15.2 石墨的提纯 390

15.2.1 苛性钠熔融法 390

15.2.2　氢氟酸法 390

15.2.3　活性气体法 391

15.2.4　高温气化法 391

15.3 胶体石墨 391

15.3.1 胶体石墨的性质 391

15.3.2　胶体石墨的生产工艺 392

15.4 石墨层间化合物 398

15.4.1 石墨层间化合物分类 398

15.4.2　石墨层间化合物结构 399

15.4.3　石墨层间化合物的制造方法 400

15.4.4　石墨酸、柔性石墨与膨胀石墨 403

15.4.5　氟化石墨 406

15.5 石墨坩埚 408

15.5.1 石墨坩埚的性质及用途 408

15.5.2　原料及配比 408

15.5.3　石墨坩埚的生产工艺 409

16 云母深加工及其制品 413

16.1 云母的性质和用途 413

16.1.1 云母的结构和化学组成 413

16.1.2　云母的性质 414

16.1.3　云母的用途 415

16.2 片状云母及云母纸 416

16.2.1　剥片云母及其制品 416

16.2.2　云母纸的制造 416

16.3　云母纸制品 419

16.3.1　天然粉云母纸制品的种类和用途 419

16.3.2　天然粉云母纸制品的制造 419

16.3.3　合成云母纸制品的制造 422

16.4　云母粉 423

16.4.1　云母粉的性质及用途 423

16.4.2　云母粉的生产工艺 424

16.5　云母陶瓷 425

16.5.1　云母陶瓷的性能及应用 425

16.5.2　云母陶瓷的制造 426

16.6　云母塑料 427

16.6.1　云母增强塑料的特性 427

16.6.2　云母增强塑料的生产 428

16.7　珠光云母 428

16.7.1　珠光云母的生产工艺 428

16.7.2　云母钛的构造 430

16.7.3　着色云母钛 431