人們把材料分為金屬材料、有機材料、無機非金屬材料和復合材料。礦產分為三類:金屬礦產、非金屬礦產和燃料礦產。
金屬礦物是指最終目的是通過冶煉提取金屬元素的礦物。例如，鋁礦物通過熔煉提取和利用鋁元素。
大部分非金屬礦物是指直接利用其天然礦物原料固有的物理化學特性的壹些礦物，如高嶺土、應時等，直接用作原料。
燃料礦物是指通過熱化學反應提取和利用其熱能的礦物，如煤，主要通過燃燒獲得其熱能。
顯然，傳統意義上的金屬礦物和燃料礦物的利用手段是改變礦物原有的化學結構來達到利用的目的，即通過改變礦物本身的微觀結構來實現礦物的價值；而非金屬礦物則利用其宏觀結構的技術和物理特性，大部分不改變礦物的微觀結構。那麽，根據礦物材料的定義，礦物材料與目前使用的非金屬礦物非常相似，但也包含金屬礦物和燃料礦物。也就是說，只要不破壞目前使用的金屬礦物或燃料礦物的原始微觀結構，並保留和利用其宏觀技術和物理特性，這種金屬礦物或燃料礦物也是礦物材料。比如赤鐵礦可以直接做鐵紅，此時赤鐵礦就是壹種礦物材料。所以礦物材料的範疇大於現在的非金屬礦物的範疇，不能壹視同仁。所以廣義來說，礦物材料包括自然界的各種礦物，包括金屬礦物、非金屬礦物和燃料礦物。
礦物材料具有以下特性:
1，多功能
礦物材料的多功能性意味著壹種礦物材料可以有多種用途。如以蒙脫石為主要成分的膨潤土，可用於石油鉆井泥漿、鐵礦球團粘結劑、食用油脫色劑、酒飲料澄清、油脂凈化、汙水處理、農藥載體、防水密封、化妝品原料等多種行業。
2.多樣性
礦物材料的多樣性是指礦物的多樣性和礦物性質的復雜性。目前已知的天然礦物有3000多種，其成分和結構非常復雜，每種礦物都有其獨特的物理化學性質和工藝性能。但即使礦物材料種類繁多，在20世紀初，人類開發應用的礦物材料還不到60種。雖然現在已開發應用的礦物材料有200多種，但它們在礦物材料總數中所占的比例仍然很小。也就是說，礦物材料還有很大的研究、開發和應用潛力。
3.儲量大，價格低。
與合成材料相比，礦物材料壹般具有儲量巨大、生產成本低等特點。
4.可替代性強
礦物材料的強替代性是指性質相近的礦物在應用中可以互相替代。
5.應用領域廣泛。
目前，礦物材料的應用已涉及幾乎所有工業領域，包括建材、化工、機械、冶金、紡織、電子、農業、食品、醫藥、環保、寶石、工藝美術等領域和部門。而且在需要高強度、高速度、耐高溫、重量輕、絕緣、耐腐蝕等特殊要求的地方，礦物材料可以發揮更大的作用。
6.顯著的經濟效益。
由於礦物材料具有用途多、儲量大、價格低等特點，礦物材料的研究開發可以獲得巨大的經濟效益，而且隨著礦物材料開發的深度和廣度不同，經濟效益也會有所不同。比如散裝膨潤土的價格是30美元/t，而有機膨潤土的價格是2400-3600美元/t，可以達到80-1.20倍。
礦物材料分類
隨著對礦物材料的研究，現在人們把礦物材料分為以下三類:壹是根據礦物材料中主要礦物的名稱進行分類；第二，按礦物材料的結構分類；第三，根據礦物材料的功能進行分類。其中，按礦物材料中主要礦物名稱分類是最古老的分類方法，以礦物材料中最重要的礦物名稱命名。如石棉材料、石墨材料、雲母材料等。，也就是說這些礦物材料中的主要礦物是石棉、石墨、雲母等。然而，隨著越來越多的礦物材料被開發利用，而且用於同壹功能的礦物材料往往可以相互替代，這種分類方法逐漸顯示出其局限性，需要其他分類方法對其進行豐富和補充。於是衍生出以下分類方法:
1，按礦物材料的結構分類
這種分類方法是基於礦物的成分及其相互關系。然後，根據礦物材料的結構，通常將礦物材料分為單壹礦物材料和復合材料。
1)單壹礦物材料
單礦物材料是指那些主要由單壹礦物組成的材料，稱為單礦物材料，如柔性石墨紙、石墨填料、碳纖維、石墨纖維、雲母片、金剛石、膨脹珍珠巖、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣等。
2)復合材料
復合材料是指由礦物材料和其他材料組成的混合體系，稱為復合材料。復合材料分為三大類:無機復合材料、無機有機復合材料和雜化復合材料:
(1)無機復合材料是指由兩種或兩種以上無機礦物材料組成的體系，稱為無機復合材料。如石棉水泥制品、微孔矽酸鈣和陶瓷材料。但需要指出的是，在復合材料中，只要復合材料的基體是礦物材料，即使使用壹些其他材料，如有機或金屬材料作為增強材料，也稱為無機復合材料。比如鋼纖維水泥，紙纖維石膏板，都是無機復合材料。
(2)無機-有機復合材料是指以無機礦物材料為增強材料，與有機高分子材料復合而成的體系。比如火車用合成閘瓦，石棉橡膠板，玻璃鋼制品。
(3)混雜復合材料是指由兩種或兩種以上普通復合材料組成的系統。壹般來說是指在基體中混合兩種不同特性的纖維作為增強材料的材料。混雜復合材料被認為是復合材料的最新研究成果，也被稱為“復合材料的復合材料”。比如飛機上使用的摩擦材料，航空、能源部門使用的高強度結構材料，都是混雜復合材料。
2、按礦物材料的成分結構和加工特性分類。
該方法將礦物材料分為以下四種類型:
1).天然礦物材料。指直接利用其物理化學性質，經過物理加工後原料的成分和結構沒有發生變化的礦物或巖石。包括填充劑(如碳酸氫鈣粉、滑石粉等。)、裝飾材料(如石材、寶石)、光學材料(如水晶、螢石)、中藥(如芒硝、石膏)、研磨材料(如石榴石、剛玉)、保健營養品(如電氣石、麥飯石)、隔熱材料(如石棉繩、布)。
2)改性礦物材料。礦物(巖石)經過超細、超純的改性和改性，包括表面改性(如珍珠巖、改性碳酸鈣等)，改變或部分改變了原料的成分或結構。)、成分改性(如改性膨潤土、氟化石墨、石膏灰泥等。)和結構改性(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、膨脹石墨、巖棉等)。).
3)人造礦物材料。這是利用合成礦物材料模擬天然礦物或巖石形成的原理。包括人造水晶(如人造水晶、人造鉆石、人造寶石、礦物晶須等。)、多孔材料(如合成沸石、微孔矽酸鈣)、納米礦物粉體材料(如納米碳酸鈣、納米氧化鋅等)。)，等等。
4)復合礦物材料。復合礦物材料是具有不同相組成的合成礦物材料，包括礦物-有機復合材料(如摩擦材料、密封材料、絕緣材料等。用石棉、蛭石、矽灰石、雲母等高分子材料合成。)和礦物-無機復合材料(如礦物纖維增強無機膠凝材料、礦物基建築材料、絕熱材料、電氣功能材料等。).
3、按礦物材料的功能分類
這種分類方法是基於礦物材料的不同性能和用途。根據礦物材料的電、磁、光、熱、摩擦、表面化學反應、膠體性質和礦物材料的充填密封性能等性質進行分類。壹般將礦物材料分為九大類:機械功能材料、熱功能材料、電磁功能材料、光學功能材料、吸附功能材料、粘結和包覆功能材料、填充和增強功能材料、裝飾功能材料和核反應堆功能材料。根據礦物材料的用途，礦物材料可以分為許多應用類型，如耐火、保溫、絕緣、陶瓷、建材、化工、填料、農業、醫藥、環保、研磨、功能和寶石等。
在《礦物材料》壹書中，韓嶽信等人結合上述分類方法，以中國矽酸鹽學會技術巖石學委員會的分類方法為主線，兼顧行業分類和成分分類。
鄭水林根據礦物材料的功能和用途對其進行分類，如表1所示。
表1礦物材料的種類及其應用
材料類型、礦物原料、材料品種、應用領域
功能性粉末材料包括方解石、大理石、白堊、滑石、葉蠟石、伊利石、石墨、高嶺土、地開石、雲母、矽灰石、矽線石、矽藻土、膨潤土、皂石、海泡石、凹凸棒石、金紅石、長石、鋯英砂、重晶石、石膏、應時、石棉、石榴石、電氣石和紅柱石。細粉(10 ~ 1000微米)、超細粉(0.1 ~ 10微米)、超細粉或壹維或二維納米粉(0.001 ~ 0.1微米)等。橡膠、粘合劑、化纖、油漆、塗料、陶瓷、玻璃、耐火材料、保溫材料、阻燃劑、膠凝材料、造紙、機械、石化、電力、交通、微電子、冶金、建材、飲料、儀器、醫藥、飼料、航空航天、土壤改良、廢水廢氣處理等。
機械功能材料，如石棉、石膏、石墨、花崗巖、大理石、石英巖、鋯英砂、高嶺土、長石、金剛石、石榴石、雲母、滑石、矽灰石、透閃石、石灰石、矽藻土、燧石、蛋白石和其他石棉水泥制品、矽酸鈣板、纖維石膏板、石材、石材、結構陶瓷、無機/聚合物復合材料。研磨膏)、磨料、襯片材料、制動襯片、閘瓦、制動帶(片)、石墨軸承、墊片、密封圈、離合器片、潤滑劑(膏)、氣缸墊、石棉橡膠板、石棉盤根等建築材料、建築、機械、電力、交通、農業、化工、輕工、航空航天、石油、微電子等。
熱功能材料包括石棉、石墨、應時、長石、金剛石、蛭石、矽藻土、海泡石、凹凸棒石、水鎂石、珍珠巖、雲母、滑石、高嶺土、矽灰石、沸石、金紅石、鋯英砂、石灰石、雲母、鋁礬土等石棉布、片材、板材、巖棉、玻璃棉、礦棉吸音板等。微孔矽酸鈣板、玻璃珠、隔熱塗料、耐火材料、鎂碳磚、碳/石墨復合材料、蓄熱材料、莫來石、堇青石、氧化鋯陶瓷等建築材料、建築、冶金、化工、輕工、機械、電力、交通、航天、石油、煤炭等。
電磁功能材料如石墨、應時、金剛石、蛭石、雲母、滑石、高嶺土、金紅石、電氣石、鐵石榴石等碳石墨電極、電刷、膠體石墨、石墨制品氟化物、電極糊、熱敏電阻、電池、非線性電阻、陶瓷半導體、石榴石鐵氧體、壓電材料(壓電晶體、自動點火元件等。)、雲母電容器、雲母紙等等。
光學功能材料:晶體、冰洲石、螢石等偏振、折射、聚光鏡片、光學玻璃、光纖、濾光片、偏振材料、熒光材料等通訊、電子、儀器儀表、機械、航空、航天、輕工等。
吸收屏蔽材料包括金紅石、電氣石、應時、高嶺土、石墨、重晶石、膨潤土、滑石等二氧化鈦(二氧化鈦)、納米二氧化矽、氧化鋁、核反應堆屏蔽材料、護膚霜、防護服、保暖服、塑料薄膜、消光劑等核、軍、妝(護膚)品、民(軍)服、農業等。
催化材料如沸石、高嶺土、矽藻土、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、農藥、醫藥等。
吸附材料如沸石、高嶺土、矽藻土、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、幹燥劑、除臭劑、殺菌劑、水處理劑、空氣凈化器、油汙處理劑、核廢料處理劑等啤酒、飲料、食用油、食品等行業。
膨潤土、皂石、海泡石、凹凸棒石、水雲母等有機膨潤土、觸變劑、防沈劑、增稠劑、凝膠、流平劑、鉆井泥漿等塗料、塗料、粘合劑、清洗劑、采油、地質勘探等流變材料。
粘結材料包括膨潤土、海泡石、凹凸棒石、水雲母等骨料礦物粘結劑、矽酸鈉、粘合劑、模具、粘土基復合粘結劑等冶金、建築、鑄造、輕工等。
裝飾材料大理石、花崗巖、硯、雲母、葉蠟石、蛋白石、水晶、石榴石、橄欖石、瑪瑙、玉石、輝石、孔雀石、冰洲石、琥珀石、綠松石、鉆石、月亮石等裝飾石材、珠光雲母、彩色石材、各種寶石、觀賞石等建築、建材、塗料、皮革、化妝品。
生物功能材料如沸石、麥飯石、高嶺土、矽藻土、海泡石、凹凸棒石、膨潤土、皂石、珍珠巖、蛋白土、滑石、電氣石、碳酸鈣等藥品和保健品、藥物載體、飼料添加劑、殺菌劑、吸附劑、化妝品添加劑、制藥工業、生化工業、畜牧業、化妝品等。
礦物材料的應用
礦物材料的應用可以說是最古老的。早在石器時代，人們就使用天然的制礦工具，但在當時只是壹種無意識的應用。隨著社會的發展，人類逐漸掌握了金屬的冶煉技術，金屬材料的應用也逐漸發展起來，並逐漸超越了天然礦物的應用。到了青銅時代和鐵器時代，金屬材料已經占據了絕對優勢。但到了近代，隨著研究方法的發展和對天然礦物本質認識的深入，人們發現天然礦物有許多人造物品無法比擬的性質。比如耐高溫材料，人類還沒能做出能達到石墨礦耐高溫的材料。石墨礦石的熔點為3 850℃，汽化溫度為4 500℃，在7 000℃的超高溫下加熱l0s的質量損失為0.8%，而在此條件下耐高溫的人造金屬材料的質量損失為65 438+02.9%，石墨在2500℃時的強度高於室溫。比如在耐腐蝕性和抗氧化性方面，很多天然礦物的耐腐蝕性和抗氧化性都比金屬材料好很多。正因為如此，天然礦物的開發利用重新受到重視，並得到迅速發展。目前，礦物材料的開發和應用是衡量壹個國家工業化程度的標誌。有人說21世紀將是人類的第二個石器時代，這意味著21世紀將有大量礦物材料被開發應用。還有人說，當壹個國家經濟中礦物材料產值首次超過金屬礦產產值時，就是這個國家工業成熟的邊界。礦物材料產值超過金屬礦產產值的現象出現在20世紀初的英國和美國，美國為1934。70年代，這兩個國家的礦物材料與金屬礦產的產值比達到2: 1，1986年達到3: 1。從世界範圍來看，自20世紀50年代以來，礦物材料的消費量每十年增長50% ~ 60%，現在年總產值超過800億美元，其中各國出口額約為300億美元，年增長率約為3%。
礦物材料的應用領域已經涉及到幾乎所有的工業領域和部門。由於各個領域對礦物材料的種類和性能要求不同，所以首先要了解礦物材料在各個領域的使用情況。目前，根據礦物材料應用領域的不同，礦物材料主要可分為礦物絕緣材料、絕緣礦物材料、陶瓷礦物材料、建築礦物材料、化學礦物原料、農業礦物材料、填充礦物材料、藥用礦物材料、環保礦物材料、研磨礦物材料、寶石礦物材料和功能礦物材料。
與發達國家相比，我國礦物材料的研發相對較晚。前年出口額約6億美元，僅占世界出口額的2%，而且大部分是未加工的原材料。就我國礦產資源而言，我國礦產資源種類繁多，種類繁多，各具特色。相當數量的礦產資源居世界前列，如鎢、稀土等礦產。因此，礦物材料的研發潛力巨大，尤其是針對我國礦物瓷源特點的研發，前景更加廣闊。