正如上节所述，中国非金属矿矿种多，应用领域广，生产以中小型企业居多，技术指标要求复杂等。因此，非金属矿物的加工工艺也千差万别。有的矿物只需经简单的粉碎加工就可以作为产品出售，如饲料用石灰石粉，铸造用膨润土；有些则需经一种或一种以上的方法提纯加工，才能获得最终产品，如电子管用高纯石墨乳、微电子工业用的高纯石英、造纸工业用的高岭土等。
下面简单介绍中国非金属矿物加工主要方法、工艺技术及主要设备。
一、选矿提纯
20世纪90年代以后，中国非金属矿选矿提纯技术有了较大的发展：①经选矿提纯的非金属矿品种较以前增多；②传统的非金属矿物（如石墨、石棉、高岭土、云母、萤石等）的提纯工艺有了改进；③微细粒非金属矿物的高纯加工技术有了显著的发展。因此，大量低品位和细粒嵌布的有用矿物得到回收，从而显著提高了非金属矿资源的回收率和其他资源的综合利用率。
目前中国常用的非金属矿物选矿方法及选别的矿物简介如下：
（一）浮选法
用于石墨、萤石、石英、长石、霞石正长岩、铝矾土、蓝晶石、夕线石、红柱石、金刚石等。
（二）重选法
1）按粒度分选，用于水洗高岭土、膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土矿物。
2）按相对密度分选，用于红柱石、金刚石等。
（三）磁选
用于作涂料、填料的白色矿物的除铁，耐火材料原料矿物除杂，电绝缘材料原料矿物除铁等。
（四）电选
用于电气石、金红石、锆英石、石榴子石、阳起石等矿物的提纯。
（五）化学选矿
1）化学漂白，用还原法除去粘土矿物中的三氧化二铁、用氧化法除去黄铁矿。
2）化学提纯，以化学方法除去矿物中的杂质，用于石墨、金刚石、夕线石、红柱石、硅藻土、蓝晶石等。
3）选择性絮凝，高分子絮凝剂在微细粒矿浆中对某种矿粒发生吸附形成絮团，而对其他矿粒则不发生吸附，仍处于分散状态。高分子选择性絮凝分选主要应用在高岭土的选择性絮凝和铝土矿的选择性絮凝提纯，能有效地脱除赤铁矿和金红石等杂质矿物。
（六）摩擦选
用于石棉、纤维水镁石等纤维矿物以及片状云母矿物的分选。
（七）非金属矿提纯加工存在的主要问题
1）选矿回收率不高，资源综合利用率较低。
2）工业化高纯加工工艺与装备不能满足需要。
3）机械化和自动化程度不高，一些矿山（如滑石、方解石、硅灰石等）还采用人工手选。
二、超细粉碎与分级
利用机械力或化学-机械力，使非金属矿产品达到要求的细度。
（一）超细粉碎与分级工艺
有干法、湿法和干湿法组合三种工艺超细粉碎与分级工艺。
1）干法超细粉碎工艺原则流程（图1-2-1）是：
图1-2-1 干法超细粉碎原则流程图
该工艺流程用于加工d97＞5μm的超细粉体。
2）湿法超细粉碎工艺流程多种多样，原则流程（图1-2-2）一般是：
图1-2-2 湿法超细粉碎原则流程图
该工艺一般用于加工d97≤5μm的超细粉体和对颗粒形状及表面性质有特殊要求的粉体物料。
3）干湿组合工艺：主要用于生产多种不同规格（或细度）的粉体产品，例如煤系煅烧高岭土的超细粉碎加工和重质碳酸钙生产企业，采用干法粉碎出d97（＞5）～10μm，再湿法超细粉碎至d90≤2μm的造纸涂料及重质碳酸钙产品。超细煤系煅烧高岭土加工也是这种干湿法超细粉碎工艺的例子，例如煤系超细煅烧高岭土“双90”产品的主要工艺流程（图1-2-3）是：
图1-2-3 干湿法组合超细粉碎原则流程图
（二）超细粉碎设备
中国非金属矿超细粉碎设备的研制始于20世纪80年代初，通过大量引进国外的技术与设备并消化吸收后发展较快，先后开发出适合中国国情的设备。10年后中国已进入了自主开发和制造为主，引进为辅的阶段。从90年代末至今，中国具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前十年显著增加，从设备的处理能力、单位产品能耗、耐磨材料、工艺配套和自动控制等综合性能显著提高，与国外先进技术和设备综合技术指标的差距逐渐缩小。
1）气流磨超细粉碎设备仍是用于要求产品细度小、纯度高和附加值较大的最佳的设备之一。国产气流磨在仿制和消化吸收国外设备的基础上有所创新，尤其是靶式气流磨、流化床气流磨以及提高扁平式气流磨的耐磨性等方面有一些发明专利和实用新型专利。不足之处是缺少数吨以上的大型设备，单位产品能耗较高。
2）机械冲击式超细粉碎机是中国非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备，广泛应用于煤系高岭土、滑石、方解石等中等硬度以下非金属矿物，产品细度一般可达到d97＝10μm，若配以精细分级机则可以生产d97＝5～7μm的超细粉体产品。
通过消化吸收后研制的国产超细粉碎机有：CM51型超细粉碎机、DTM900型超细粉碎机、CLM-2型多级旋磨机、LHJ型超细粉碎机、JCF1000 型机械粉碎机、JZC-400型分级式冲击磨、CZM冲击式粉碎机等。
3）介质超细研磨机包括搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机和研磨剥片机、塔式磨、砂磨机、行星球磨机等。国产搅拌磨已广泛应用于高岭土、重质碳酸钙等企业，可干法也可以湿法磨粉，湿法磨矿产品可达d97＝2μm左右，若配以分级机干法磨矿产品细度可达d97＝6μm。搅拌磨型号有：JM型立式螺旋搅拌磨，用于重质碳酸钙、高岭土、重晶石、锆英砂等矿物超细磨碎；国产振动磨有单筒、多筒（2-3）式、WGM-3变频式、MGZ-1型高幅振动磨等机型，广泛应用于石墨、滑石、高岭土、重晶石等矿物细磨和超细磨。振动球磨机可用于各种硬度物料的超细粉碎，国产设备的产品细度干式磨可达d90＝20μm左右，湿式磨产品细度可达d97＝5μm左右。旋转式筒式球磨机，磨矿产品粒度范围较宽，常与分级机组成闭路流程，在给料粒度≤5mm时，产品细度可达d97＝6～7μm。国产研磨剥片机有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多种机型，采用湿法研磨、多级串联配置连续研磨方式，产品细度可达d95＝2μm左右，已在煤系高岭土和重质碳酸钙的湿法超细粉碎生产中应用。国产CTM型塔式磨采用特殊天然卵石做研磨介质，配上分级机，可用于滑石、膨润土的超细粉碎，产品细度可达d97＝10μm左右。砂磨机有卧式、立式两种机型，国产砂磨机主要用于颜料、填料等研磨分散，近年来也有用于石墨精中矿再磨，产品细度可达d97＝2μm左右。连续式行星球磨机是中国超细粉碎技术领域一项重要进展之一，并已实现了设备大型工业化，XQ600×1500×3型连续式行星球磨机用于超细磨碎滑石、方解石等矿物，可使粒度≤5mm的矿物原料磨细到d97≤10μm细度产品，产量达2000～3000 kg/h。
4）旋风式机械磨（LHJ型）是中国自主研制开发的一种新型干式细粉碎和超细粉碎设备，用于石灰石、方解石、滑石、硅灰石、高岭土、重晶石、石英、长石等物料的粉碎，给料粒度≤40mm，产品细度d97＝40～15μm。若配以精细分级机可生产d976～7μm左右的超细粉产品。
5）高压射流式粉碎机（超细剥片均化机）具有实用新型专利，该设备已用于云母、高岭土超细粉碎，根据给料粒度大小，一次粉碎可获得d97＝10～45μm的产品。
非金属矿超细粉碎存在的主要问题有：设备大型化不够，国外一些大型气流磨和精细气流分级机的产量比中国大十多倍；大多数生产线基本依赖人工操作和控制，产品质量不够稳定；磨耗和单位产品能耗偏高；还未研制出定型的对特殊晶体形状的专用超细粉碎设备等。
（三）精细分级设备
1）目前国产的干式精细分级设备大都围绕机械冲击式超细粉磨机或气流磨配套使用，MS型分级机分级产品细度可达d97＝10μm左右；MSS和ATP型分级机分级产品细度可达d97＝6μm左右；中国自行研制的LHB型干式精细分级机分级产品细度可达d97＝5～7μm，小时处理能力为2～15 t。
2）国产湿式分级机。有两种类型：一是基于重力沉降原理的水力分级机，二是基于离心力沉降原理的旋流式分级机。后者包括沉降式离心机，如WL-350A、D型和WLdb-600型；卧式螺旋离心分离（级）机、小直径水力漩流器、LS离旋筛、GSDF型超细水力旋分机等。这些都是目前国内高岭土等超细粉湿式细分级的主要设备。其中沉降离心机（包括卧式螺旋离心分级机）的溢流产品细度可达d97＝2μm左右；GSDF型超细水力旋流分级机的溢流产品细度可达到d90＝2μm左右；小直径水力漩流器的溢流产品细度可达到d80＝2μm；LS离旋器的溢流产品细度可达到d60＝2μm。
三、表面改性
许多非金属矿物产品作为无机矿物填料，在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及高聚物基复合材料领域中占有很重要的地位。它们的作用不但可以提高材料的硬度、刚性、尺寸稳定性、改善材料的力学性能，还能赋予材料某些特殊的物理化学性能（耐腐蚀性、耐候性、阻燃性和绝缘性等）。除此以外，还可降低材料的生产成本。
非金属矿物材料常用的表面改性技术方法有：化学包覆法和沉淀反应法，辅助以机械力化学方法进行改性。
表面化学包覆是一种利用偶联处理、螯合反应、化学吸附来对非金属矿物填料表面进行包覆以提高其表面亲油（即疏水）性的方法。加工过程为：将一定量的表面改性剂（固态或液态）加入粉体填料中，在一定的温度下，借助于搅拌混合或流态化使改性剂与无机填料颗粒表面作用并包覆于填料颗粒表面。改性剂主要有：硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合等各种偶联剂；硬脂酸等各种表面活性剂；聚乙烯蜡、聚乙二醇等有机低聚物；聚甲基硅氧烷（有机硅）、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等饱和有机酸。主要生产厂家有：张家港国泰华荣化工新材料有限公司、重庆市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一厂等几十家。
目前，采用较多的表面改性专用设备为SLG型和PSC型连续粉体表面改性机。SLG型表面改性机具有自动加药、生产连续、温度可控、单位产品用药量少、能耗低、颗粒高度分散、自动化程度高、操作简单等优点，主要机型有：SLG-3/300、SLG-3/600型；PSC型机也是一种综合性能较好的粉体表面改性设备，该机采用导热油加热，连续生产，具有改性剂用量少、表面包覆率较高、颗粒不黏结等优点。
沉淀反应改性剂利用化学沉淀在矿物颗粒表面形成一层或多层包覆层。例如用TiO2、ZrO2、FeO来包覆白云母、高岭土等粉体表面，用TiO2包覆SiO2、Al2O3矿粒表面等，沉淀反应改性是应用无机表面改性剂实现改性的。
中国非金属矿物表面改性技术还存在改性工艺比较落后，连续改性工艺和设备还有待进一步推广；偶联剂品种较少，质量也不够稳定；着色云母和珠光云母生产技术落后，产量低，花色品种少，质量也不够稳定，今后需重点加强。
四、热加工
用热处理能脱出矿物的外在水、沸石水及羟基水等，可以改善矿物的性能，煅烧还可将某些矿物尤其是煤系高岭土脱除有机质、增白（包括黑滑石等矿物提纯、增白）。某些矿物（如蛭石）在热力作用下，可膨胀数倍或数十倍，具备新的功能等。
煅烧是提高非金属矿物材料特性的重要方法，也是高岭土、菱镁矿、石膏等矿产品深加工的一种重要工序之一，这些产品主要应用于造纸、塑料、油漆、橡胶、石油化工等工业。例如煅烧高岭土具有优良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，作为造纸涂布料，可将纸张的光泽度、平滑度、不透明度和原纸覆盖率比一般水洗高岭土大为改善，也是它能够提高纸张涂层质量、替代昂贵的钛白粉的原因；作为填料用于塑料、橡胶，比一般高岭土具有更好的强度、收缩性、阻燃性、吸湿性和电阻率等；在油漆和其他涂料中，添加煅烧高岭土能使产品更具有较佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。
煅烧煤系高岭土是中国特有的加工技术，该技术包括有湿法超细、煅烧增白、干燥、打散、解聚、分级等技术的加工工艺集成及相应的专用设备，可生产出多个行业应用的煅烧高岭土系列产品。上述技术与装备已在中国山西忻州、大同、内蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高岭土企业推广应用，取得显著的经济效益和社会效益。企业规模也由最初的年产几千吨增大至年产3万～5万t。
煅烧工艺：以煤系高岭土煅烧为例（图1-2-4）。
图1-2-4 煅烧煤系高岭土原则流程图
煅烧设备：用于非金属矿的主要有隧道窑、回转窑（包括直接煅烧和隔焰煅烧）、立（竖）窑、倒焰窑和梭式窑等。20世纪90年代引进和仿制隔焰式回转窑发展到近年来的直焰式回转煅烧窑，能量利用率有了提高，并显著降低能耗，减少生产投资。目前，由于设备大型化，直焰式回转窑煅烧技术及解聚分级技术的采用，不仅产品质量得到保证（产品白度≥95%，产品粒度-2μm≥92%），万吨生产能力投资也从5000万元左右下降到2000万元左右。