天然礦物的機(jī)械力化學(xué)活化改性研究進(jìn)展

劉春琦 馬 天 李 釗 代淑娟 郭小飛 王倩倩 趙通林

（遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧 鞍山 114051）

機(jī)械力化學(xué)又稱機(jī)械化學(xué)，是一門研究物質(zhì)在粉磨過程中，在沖擊、擠壓、剪切、摩擦等機(jī)械力的誘發(fā)和作用下發(fā)生微觀晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)變化的新興交叉學(xué)科［1-2］。最早在1893年，科學(xué)家Lea就發(fā)現(xiàn)了機(jī)械力化學(xué)現(xiàn)象。他在研磨HgCl2時(shí)，發(fā)現(xiàn)研磨作用可以使HgCl2分解并逸出少量氯氣，而即使蒸發(fā)態(tài)的HgCl2也不能分解，說明分解反應(yīng)并不是研磨過程產(chǎn)生的局部高溫造成的［3］。20世紀(jì)20年代，德國科學(xué)家Ostwald提出，在化學(xué)體系中，根據(jù)誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)的能量來源進(jìn)行劃分，將機(jī)械力化學(xué)與熱化學(xué)、光化學(xué)、電化學(xué)、磁化學(xué)、放射化學(xué)等化學(xué)分支并列［4］。雖然當(dāng)時(shí)并未掌握完整的機(jī)械力化學(xué)理論體系，但這卻是機(jī)械力化學(xué)原理與技術(shù)研究的始發(fā)點(diǎn)。自1951年起，奧地利學(xué)者K.Peters等開展了大量較為系統(tǒng)的研究，明確指出了機(jī)械力在誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)中的重要作用，并于1962年召開的第一屆歐洲粉體會議上，首次發(fā)表了題為《機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)》的論文，定義機(jī)械力化學(xué)為“物質(zhì)受到機(jī)械力而發(fā)生理化性質(zhì)變化的現(xiàn)象”。這是世界上首篇較為全面系統(tǒng)地論述機(jī)械力化學(xué)的論文，闡述了機(jī)械能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)變關(guān)系，為之后機(jī)械力化學(xué)學(xué)科的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)［5］。20世紀(jì)80年代開始，機(jī)械力化學(xué)理論與應(yīng)用研究逐步成為熱點(diǎn)，目前其已經(jīng)廣泛應(yīng)用到礦物加工、環(huán)境治理、冶金化工、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，并涉及表面化學(xué)、固體化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、礦物加工和粉體科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的相關(guān)理論知識［6］。

目前，在礦物加工領(lǐng)域，除了制備功能型礦物材料外，機(jī)械力化學(xué)技術(shù)主要用來對天然礦物進(jìn)行活化及改性處理，即利用天然礦物的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)，改變其晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和理化特性，使其在資源環(huán)境、農(nóng)林化工、涂料填料等領(lǐng)域發(fā)揮更大應(yīng)用價(jià)值。本文對機(jī)械力化學(xué)活化改性技術(shù)在礦物加工中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并對其未來發(fā)展進(jìn)行了合理展望。

1 機(jī)械力化學(xué)作用機(jī)理

物質(zhì)在機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)過程中理化性質(zhì)的變化較為復(fù)雜，影響其反應(yīng)過程的因素也較多，且多種因素相互制約，因此關(guān)于其反應(yīng)原理尚無明確定論。目前機(jī)械力化學(xué)作用機(jī)理主要有3種理論［7-9］：第一種為機(jī)械摩擦作用的等離子機(jī)理，即認(rèn)為在有限的空間內(nèi)，較大的外力作用于物體時(shí)，物體結(jié)構(gòu)遭到破環(huán)，晶格松弛，離子在這一區(qū)域散發(fā)出來，形成等離子區(qū)。在高激發(fā)狀態(tài)下被誘發(fā)的等離子體可以產(chǎn)生遠(yuǎn)超一般熱化學(xué)與光化學(xué)的電子能量，促使反應(yīng)速率的加快。第二種為局部升溫機(jī)理，即認(rèn)為粒狀原料在機(jī)械研磨時(shí)，會與研磨壁在特定范圍內(nèi)進(jìn)行碰撞，從而發(fā)生外部化學(xué)鍵的斷裂，而內(nèi)部晶體則趨于非晶化、晶格缺失和晶形畸變，物料的內(nèi)能增高，產(chǎn)生的裂紋使其頂端升溫，其反應(yīng)速率與反應(yīng)平衡常數(shù)升高。第三種為固態(tài)合成反應(yīng)機(jī)理，即從擴(kuò)散理論出發(fā)，根據(jù)高能球磨過程中的擴(kuò)散特點(diǎn)，對固態(tài)合成反應(yīng)進(jìn)行分析計(jì)算及理論建模。

2 礦物機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)

天然礦物在細(xì)碎粉磨時(shí)，粒度減小、比表面積增大，而且隨著大量新鮮表面的持續(xù)生成，其表面自由能不斷增加，理化反應(yīng)活性也隨之提升［10］。天然礦物典型的機(jī)械力效應(yīng)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是物理效應(yīng)，即顆粒及晶粒細(xì)化、表面產(chǎn)生裂紋、比表面積增大、密度變化等；二是結(jié)晶性質(zhì)，包括產(chǎn)生晶格缺陷、晶格形變、結(jié)晶度降低、晶體無定形化等；三是化學(xué)變化，包括結(jié)晶水或結(jié)構(gòu)羥基的脫除、反應(yīng)活化能的降低，化學(xué)鍵斷裂及重排等［11-12］。利用礦物的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的各種變化，可進(jìn)行材料性能優(yōu)化、難冶礦物資源選擇性提取、礦物表面改性和廢物污染處理等［13］。

丁浩等［14］在使用濕法攪拌對天然沸石進(jìn)行細(xì)磨時(shí)發(fā)現(xiàn)，天然沸石顆粒細(xì)化的同時(shí)，其主要組成礦物斜發(fā)沸石、蒙脫石、石英均產(chǎn)生了晶形結(jié)構(gòu)的變化，而且斜發(fā)沸石與石英還發(fā)生了晶形畸變與非晶化的現(xiàn)象，導(dǎo)致顆粒表面活性提高和相間反應(yīng)能力增強(qiáng)，有效提高了天然沸石作為摻料對硬化混凝土的增強(qiáng)作用。芋艷梅等［15］在研究機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對煤矸石水泥性能的影響研究中發(fā)現(xiàn)，機(jī)械力化學(xué)作用可以充分發(fā)揮煅燒后煤矸石的活性，高能球磨后摻量為40%時(shí)的水泥膠砂強(qiáng)度最優(yōu)為44.1 MPa，此時(shí)煤矸石越細(xì)，標(biāo)準(zhǔn)稠度下的用水量越大，凝結(jié)效果越好。

在機(jī)械力化學(xué)作用中，礦物宏觀顆粒粒度和微觀晶體尺寸變化往往是需要關(guān)注的首要指標(biāo)。李冰茹等［16］采用濕法超細(xì)磨對白云石的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，隨著研磨時(shí)間的延長，白云石顆粒的粒度顯著減小，礦漿中Mg2+與Ca2+的濃度顯著增大后趨于平緩；白云石晶粒先減小后增大并引發(fā)晶形畸變，顯微應(yīng)變逐漸變大。李冷［17］在系統(tǒng)分析了機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對硅灰石超細(xì)粉物性的影響后發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械微粉碎過程中，硅灰石粉體體系內(nèi)能增大，粉碎前期比表面積迅速增大，粉碎時(shí)間達(dá)12 h后迅速下降，且發(fā)生由三斜晶系向單斜晶系的晶型轉(zhuǎn)變。

3 礦物的機(jī)械力化學(xué)表面有機(jī)化改性

高嶺石、滑石、葉蠟石和硅灰石等各類硅酸鹽礦物，以及白云石、一水硬鋁石等礦物，均作為填充料被廣泛應(yīng)用于陶瓷、塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域［18］，用以改善產(chǎn)品的氣候穩(wěn)定性、降低收縮率、吸油性等。然而，各類天然礦物作為典型的無機(jī)物，親水性較好，與有機(jī)聚合物基體的表界面性質(zhì)差異很大，導(dǎo)致其在混料過程中很難被有效地潤濕和包覆，易產(chǎn)生聚團(tuán)。因此，使用偶聯(lián)劑等各類改性劑對礦物進(jìn)行表面有機(jī)化改性，使其顆粒表面呈疏水親油特性，以提高其與有機(jī)質(zhì)的相容能力。相比于傳統(tǒng)的濕法改性技術(shù)，基于機(jī)械力化學(xué)的干法改性技術(shù)，反應(yīng)時(shí)間短、操作簡單、易于產(chǎn)業(yè)化，近年來已成為礦物表面改性的發(fā)展趨勢。

孔德玉等［19］分別使用酞酸酯偶聯(lián)劑和聚甲基硅烷偶聯(lián)劑對葉蠟石進(jìn)行機(jī)械力化學(xué)表面改性，并測定了改性后粉末的分散性、粒度分布和吸水率，發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)劑能發(fā)揮分散與助磨作用，提高粉磨細(xì)度和效率；而葉蠟石晶體在機(jī)械力化學(xué)作用下，新生解理面與新生斷面出現(xiàn)了大量活性中心，使表面羥基化，易發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)從而吸附于固體顆粒表面，使礦物表面完全疏水?；谇罢叩难芯浚絺サ龋?0］將硬脂酸鈣、硬脂酸鈉和甲基硅油與葉蠟石機(jī)械力化學(xué)共磨，并測試了改性后樣品的接觸角、吸油量和紅外光譜，結(jié)果表明機(jī)械力化學(xué)作用排除了葉蠟石中的羥基，而表面活性劑分子通過與葉蠟石羥基化表面發(fā)生物理吸附和化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)了葉蠟石表面的疏水化，其中以甲基硅油的效果最好。

除葉蠟石外，伊利石、蒙脫石、高嶺石和硅灰石等硅酸鹽礦物［21-25］均可以通過與硅烷類、硬脂酸類改性劑混合球磨的方式改善其表面親有機(jī)溶劑性能、提高沉降速率、優(yōu)化疏水效果。吳偉端等［26-27］以高速氣流磨所產(chǎn)生的超音速氣流作為機(jī)械力，使用硬脂酸改性劑，分別對滑石、絹云母和高嶺石等層狀硅酸鹽礦物進(jìn)行超細(xì)粉碎和表面改性，并對改性前后礦物的表面性質(zhì)及其抗拉強(qiáng)度、抗撕強(qiáng)度和延伸率等橡膠力學(xué)性能的變化進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明：氣流磨所產(chǎn)生的超音速氣流機(jī)械力可誘導(dǎo)賦存在被粉碎斷鍵的層狀硅酸鹽礦物、硬脂酸表面上的自由基或活性點(diǎn)產(chǎn)生機(jī)械力化學(xué)吸附，以達(dá)到改性目的。經(jīng)機(jī)械力化學(xué)改性后的各類硅酸鹽礦物粉體可以代替白炭黑作為橡膠制品中的補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑使用，其整體材料力學(xué)性能優(yōu)于未改性的層狀硅酸鹽礦物粉體/橡膠復(fù)合材料。

云母類礦物現(xiàn)已成為一種新型的工業(yè)型填料，被廣泛添加于復(fù)合材料中以給予材料表面新的機(jī)能，改善材料黏結(jié)強(qiáng)度、疏水性、抗氧化性等。然而天然云母類礦物活性點(diǎn)較少，表面活性過低，且與復(fù)合材料中的高聚物組分相容性差，需加入偶聯(lián)劑并采用機(jī)械力化學(xué)法進(jìn)行表面改性，從而提高其使用價(jià)值。張敬陽［28］取一定量絹云母粉體與酞酸酯偶聯(lián)劑混合后采用超音速氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎及表面改性，改性后的絹云母礦物表面積大幅提升，而表面能大幅下降，證明其同步實(shí)現(xiàn)了超細(xì)化和表面改性，達(dá)到了機(jī)械力化學(xué)改性與礦物表面改性相結(jié)合的目的，提高了云母類礦物填料在復(fù)合材料新技術(shù)、新產(chǎn)品發(fā)展中的作用。林海等［29］使用濕式攪拌磨對絹云母質(zhì)二維納米薄片進(jìn)行機(jī)械力化學(xué)改性，同樣加入酞酸酯偶聯(lián)劑，對聚丙烯與絹云母復(fù)合二維納米材料改性，考察了伸長率、屈服強(qiáng)度、pH值、改性溫度、改性時(shí)間等因素對改性效果的影響，發(fā)現(xiàn)改性后礦物與有機(jī)體之間具有良好的相容性，使其抗紫外線能力加強(qiáng)。馮剛等［30］利用高能球磨機(jī)，分別使用硅烷偶聯(lián)劑/石蠟和硅烷偶聯(lián)劑/癸二酸對白云母進(jìn)行改性處理，并將改性白云母與聚丙烯共混，結(jié)果表明：改性后白云母的親油性和分散性均得到提高，且聚丙烯/白云母復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能均得到改善，制備成本也得到了有效降低。

除硅酸鹽礦物外，機(jī)械力化學(xué)技術(shù)同樣適用于對橡膠、塑料中的其他各類礦物填料進(jìn)行改性處理。針對碳酸鹽礦物，蓋國勝等［31］通過立式攪拌磨粉磨重質(zhì)碳酸鈣并進(jìn)行偶聯(lián)劑改性，其X射線衍射光譜、紅外光譜、差熱等測試結(jié)果證明粉磨是由其他復(fù)雜能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械力化學(xué)的過程，而在粉磨的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對礦物的表面疏水改性，產(chǎn)生良好的系統(tǒng)作用。徐利強(qiáng)等［32］采用機(jī)械力化學(xué)法，分別以鈦酸酯、鋁酸酯和硬脂酸3種不同的改性劑對白云石粉體進(jìn)行表面改性，紅外光譜證實(shí)改性后顆粒表面的官能團(tuán)發(fā)生了變化，改性后粉體的活化指數(shù)、疏水性均有提高，使得白云石粉體作為功能性填料可以更好地應(yīng)用于涂料、橡塑等工業(yè)領(lǐng)域中。袁明亮等［33］則研究證實(shí)機(jī)械力化學(xué)方法改性鋁土礦尾礦在工藝上是可行的，利用機(jī)械研磨作用可以激活尾礦表面產(chǎn)生新的官能團(tuán)，使酞酸酯偶聯(lián)劑與尾礦以共價(jià)鍵結(jié)合和氫鍵結(jié)合的方式相互連接，達(dá)到改性的目的，研究成果對提高尾礦資源再利用水平具有指導(dǎo)意義。

4 礦物的機(jī)械力化學(xué)活化強(qiáng)化浸出

天然礦物中富含的大量金屬或非金屬元素，為化工、能源、農(nóng)業(yè)、冶金等人類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供了重要的原材料。從資源有效利用的角度，應(yīng)盡可能地實(shí)現(xiàn)礦物中有用元素的最大化提?。?4］。但是，各類天然礦物的晶格能過高，必須進(jìn)行活化才能實(shí)現(xiàn)有效利用。通過機(jī)械力化學(xué)活化，可以使輸入的機(jī)械能以晶格畸變、位錯(cuò)等缺陷形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能［35］，儲存在礦物晶體中，使其處于較高活性狀態(tài)，利于有用組分的浸出提取。

Zhang等［36］使用行星式球磨機(jī)干磨蛇紋石，考察活化前后蛇紋石在酸溶液中鎂和硅的浸出效果。結(jié)果顯示，機(jī)械力化學(xué)作用引發(fā)蛇紋石結(jié)構(gòu)中鎂原子周邊組織的無序化，特別是與鎂八面體相連接的羥基的脫離，導(dǎo)致了蛇紋石的非晶化，提高了其結(jié)構(gòu)中各原子的反應(yīng)活性，使鎂和硅的酸浸出率相較于活化前有了大幅度的提升。劉淑紅等［37］研究發(fā)現(xiàn)，在干磨活化體系中提高球磨機(jī)研磨強(qiáng)度、采用無助磨劑或增加浸出劑堿的用量，均可以強(qiáng)化未經(jīng)焙燒的煤矸石中硅的浸出；在此基礎(chǔ)上，他們又研究了不同機(jī)械力化學(xué)活化設(shè)備及條件對低品位磷礦中磷的強(qiáng)化浸出［38］，發(fā)現(xiàn)采用AGO-II高能球磨機(jī)，在恒溫條件下，球料比為20∶1，時(shí)間5min，加入助磨劑后，可使磷的最大浸出率從原料的3.1%提高到15.3%。而在機(jī)械力化學(xué)活化強(qiáng)化黃銅礦中銅的浸出研究中，Li等［39］同樣證實(shí)，提高研磨強(qiáng)度、增加氧化劑用量可以顯著提高銅的浸出效果：在348 K、pH值為1.0的濃硫酸中反應(yīng)1.5 h后，銅的浸出率提高到了98%以上。

在各類粘土礦物中，云母類礦物因其結(jié)構(gòu)中含有大量的堿金屬元素，而被視為重要的資源型礦物。例如，白云母和金云母中大量賦存的鉀元素，是植物生長過程中僅次于氮元素的最主要養(yǎng)分，鉀肥也是最重要的農(nóng)用肥料之一。而近年來隨著鋰電池的廣泛應(yīng)用，市場對鋰資源的需求也持續(xù)上升，使得天然含鋰礦物鋰云母也備受關(guān)注。在活化云母類礦物，以強(qiáng)化其中堿金屬元素的浸出效力上，機(jī)械力化學(xué)技術(shù)同樣展示出良好的應(yīng)用前景。

SAID等［40］研究發(fā)現(xiàn)，將金云母進(jìn)行無溶劑球磨后，其理化反應(yīng)活性得到明顯改善。600 r/min研磨2 h后，金云母中鉀離子在水中的溶出率始終低于20%，而在2%的檸檬酸中則可以實(shí)現(xiàn)幾乎100%的鉀離子溶出，使其可以作為高效緩釋型鉀肥進(jìn)行使用，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。受此啟發(fā)，LIU等［41］又進(jìn)一步研究了使用不同助磨劑球磨活化白云母，以提高其中鉀與硅在檸檬酸中的浸出能力：無助磨劑時(shí)，600 r/min活化2 h的白云母中硅溶出率由原礦的0.23%升高至16.05%，鉀溶出率由2.62%升高至81.39%。而在加入助磨劑CaCl2和MgSO4后，使白云母中的硅在檸檬酸中的溶出率分別達(dá)到了47.33%和46.54%。

鋰云母是最主要的天然含鋰礦物之一，目前主要采用硫酸法和石灰石煅燒法提取其中的鋰。為了克服傳統(tǒng)工藝中的高溫和高酸耗帶來的環(huán)境和能源問題，何明明等［42］研究采用機(jī)械力化學(xué)活化法，在活化過程中以K2SO4為活化添加劑，強(qiáng)化鋰云母中惰性Li-O配位結(jié)構(gòu)活化轉(zhuǎn)型，在溫和稀硫酸中實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)條件下99.1%的鋰高效浸出率，為鋰資源加工提供了新的思路。

5 機(jī)械力活化礦物用于水污染防治

水體污染是人類可持續(xù)發(fā)展過程中亟待解決的重要環(huán)境問題之一。其中，重金屬污染水體的防治，在工業(yè)生產(chǎn)過程中最為典型和突出。傳統(tǒng)的堿沉淀處理工藝中，堿的過量使用導(dǎo)致處理后廢水pH值過高，不可直接排放。而處理后的廢渣則由于其普遍超過80%的過高含水率而難以貯存。此外，對于多種金屬離子共存的廢液，高堿性工藝只能實(shí)現(xiàn)所有金屬的一次性全部沉淀，不能使各金屬梯度沉淀及分離，不利于資源回收再利用。

為解決上述問題，李學(xué)偉等［43-47］深入研究了機(jī)械力化學(xué)活化后方解石與鋅、鐵、銅、鎳、鎘等多種重金屬離子之間的反應(yīng)特性，并系統(tǒng)分析出高濃度重金屬廢水體系下，各重金屬離子與活化后方解石的反應(yīng)差異，是由金屬水合配離子的熱力學(xué)穩(wěn)定性所決定的。利用低機(jī)械力作用強(qiáng)度下重金屬離子之間的差異性，活化后方解石可以實(shí)現(xiàn)包括Cu-Ni、Cu-Co和Cu-Cd的分離；而利用在較高機(jī)械力作用強(qiáng)度下重金屬離子之間的共沉淀效應(yīng)，則可以實(shí)現(xiàn)水體中Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+和 Cd2+等多種金屬離子的一次性沉淀凈化，且沉渣含水率低至40%，凈化后廢液pH接近中性。對天然方解石礦物的開發(fā)利用以及資源與環(huán)境的保護(hù)有重大意義。

在此基礎(chǔ)上，針對處理難度更大的低濃度重金屬廢水，胡慧敏等通過濕式球磨攪拌活化的方式，實(shí)現(xiàn)了碳酸鹽礦物對水溶液中的Pb2+、Cu2+、Ni2+等重金屬離子的一次性處理并達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。針對方解石［48-49］，濕式球磨活化可使其顆粒粒度降低、溶解度提高并產(chǎn)生更多的表面活性位點(diǎn)，進(jìn)而提高其在重金屬溶液中的反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)其在摩爾當(dāng)量級的沉淀反應(yīng)，可有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Ca（OH）2。而相較于方解石，白云石在機(jī)械力活化后的化學(xué)沉淀反應(yīng)活性則要弱得多，但其表面卻可以提供更為合適的堿度，在50℃下能夠以附著形式選擇性與鐵離子發(fā)生非均相反應(yīng)，獲得超過98%的除鐵率，并實(shí)現(xiàn)溶液中鐵與銅的分離［50］。此外，ZHANG等［51］進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械力活化方解石沉淀銅離子后的沉渣主要成分為堿式硫酸銅，其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有良好的殺滅效果，這為利用機(jī)械力化學(xué)活化天然礦物沉淀重金屬離子后的沉渣在生物化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的方向。

6 結(jié)論與展望

天然礦物的理化反應(yīng)活性和表面性質(zhì)對其在資源和材料領(lǐng)域的應(yīng)用效果影響重大。近年來，學(xué)者們在利用機(jī)械力化學(xué)技術(shù)提高天然礦物活性，實(shí)現(xiàn)礦物的表面改性、強(qiáng)化離子浸出及應(yīng)用于水污染防治及資源回收等領(lǐng)域進(jìn)行了諸多研究，研究成果對于提高礦產(chǎn)資源的綜合利用水平有著重要的指導(dǎo)意義。目前，針對天然礦物的機(jī)械力化學(xué)活化改性研究仍存在局限性。

（1）目前的研究，主要集中在利用機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)天然礦物的活化或制備礦物材料，并對產(chǎn)品進(jìn)行功能性評價(jià)的應(yīng)用研究上，而對其理論機(jī)制尚未完全厘清，未來需要加強(qiáng)對機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)原理的研究；

（2）機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)普遍要求設(shè)備具有較高的耐磨性、穩(wěn)定性和安全性，未來需要加強(qiáng)機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)設(shè)備的大型化和工業(yè)化上的研究，切實(shí)提高其實(shí)際應(yīng)用水平；

（3）機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)品普遍團(tuán)聚嚴(yán)重，分散性較差，未來需要開發(fā)分散性介質(zhì)下研磨等新工藝，以期實(shí)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)品性質(zhì)的均勻統(tǒng)一。