正如上節所述，中國非金屬礦礦種多，應用領域廣，生產以中小型企業居多，技術指標要求復雜等。因此，非金屬礦物的加工工藝也千差萬別。有的礦物只需經簡單的粉碎加工就可以作為產品出售，如飼料用石灰石粉，鑄造用膨潤土；有些則需經壹種或壹種以上的方法提純加工，才能獲得最終產品，如電子管用高純石墨乳、微電子工業用的高純石英、造紙工業用的高嶺土等。
下面簡單介紹中國非金屬礦物加工主要方法、工藝技術及主要設備。
壹、選礦提純
20世紀90年代以後，中國非金屬礦選礦提純技術有了較大的發展：①經選礦提純的非金屬礦品種較以前增多；②傳統的非金屬礦物（如石墨、石棉、高嶺土、雲母、螢石等）的提純工藝有了改進；③微細粒非金屬礦物的高純加工技術有了顯著的發展。因此，大量低品位和細粒嵌布的有用礦物得到回收，從而顯著提高了非金屬礦資源的回收率和其他資源的綜合利用率。
目前中國常用的非金屬礦物選礦方法及選別的礦物簡介如下：
（壹）浮選法
用於石墨、螢石、石英、長石、霞石正長巖、鋁礬土、藍晶石、夕線石、紅柱石、金剛石等。
（二）重選法
1）按粒度分選，用於水洗高嶺土、膨潤土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土礦物。
2）按相對密度分選，用於紅柱石、金剛石等。
（三）磁選
用於作塗料、填料的白色礦物的除鐵，耐火材料原料礦物除雜，電絕緣材料原料礦物除鐵等。
（四）電選
用於電氣石、金紅石、鋯英石、石榴子石、陽起石等礦物的提純。
（五）化學選礦
1）化學漂白，用還原法除去粘土礦物中的三氧化二鐵、用氧化法除去黃鐵礦。
2）化學提純，以化學方法除去礦物中的雜質，用於石墨、金剛石、夕線石、紅柱石、矽藻土、藍晶石等。
3）選擇性絮凝，高分子絮凝劑在微細粒礦漿中對某種礦粒發生吸附形成絮團，而對其他礦粒則不發生吸附，仍處於分散狀態。高分子選擇性絮凝分選主要應用在高嶺土的選擇性絮凝和鋁土礦的選擇性絮凝提純，能有效地脫除赤鐵礦和金紅石等雜質礦物。
（六）摩擦選
用於石棉、纖維水鎂石等纖維礦物以及片狀雲母礦物的分選。
（七）非金屬礦提純加工存在的主要問題
1）選礦回收率不高，資源綜合利用率較低。
2）工業化高純加工工藝與裝備不能滿足需要。
3）機械化和自動化程度不高，壹些礦山（如滑石、方解石、矽灰石等）還采用人工手選。
二、超細粉碎與分級
利用機械力或化學-機械力，使非金屬礦產品達到要求的細度。
（壹）超細粉碎與分級工藝
有幹法、濕法和幹濕法組合三種工藝超細粉碎與分級工藝。
1）幹法超細粉碎工藝原則流程（圖1-2-1）是：
圖1-2-1 幹法超細粉碎原則流程圖
該工藝流程用於加工d97＞5μm的超細粉體。
2）濕法超細粉碎工藝流程多種多樣，原則流程（圖1-2-2）壹般是：
圖1-2-2 濕法超細粉碎原則流程圖
該工藝壹般用於加工d97≤5μm的超細粉體和對顆粒形狀及表面性質有特殊要求的粉體物料。
3）幹濕組合工藝：主要用於生產多種不同規格（或細度）的粉體產品，例如煤系煆燒高嶺土的超細粉碎加工和重質碳酸鈣生產企業，采用幹法粉碎出d97（＞5）～10μm，再濕法超細粉碎至d90≤2μm的造紙塗料及重質碳酸鈣產品。超細煤系煆燒高嶺土加工也是這種幹濕法超細粉碎工藝的例子，例如煤系超細煆燒高嶺土“雙90”產品的主要工藝流程（圖1-2-3）是：
圖1-2-3 幹濕法組合超細粉碎原則流程圖
（二）超細粉碎設備
中國非金屬礦超細粉碎設備的研制始於20世紀80年代初，通過大量引進國外的技術與設備並消化吸收後發展較快，先後開發出適合中國國情的設備。10年後中國已進入了自主開發和制造為主，引進為輔的階段。從90年代末至今，中國具有自主知識產權或發明專利的超細粉碎技術和設備的數量較前十年顯著增加，從設備的處理能力、單位產品能耗、耐磨材料、工藝配套和自動控制等綜合性能顯著提高，與國外先進技術和設備綜合技術指標的差距逐漸縮小。
1）氣流磨超細粉碎設備仍是用於要求產品細度小、純度高和附加值較大的最佳的設備之壹。國產氣流磨在仿制和消化吸收國外設備的基礎上有所創新，尤其是靶式氣流磨、流化床氣流磨以及提高扁平式氣流磨的耐磨性等方面有壹些發明專利和實用新型專利。不足之處是缺少數噸以上的大型設備，單位產品能耗較高。
2）機械沖擊式超細粉碎機是中國非金屬礦行業選用較多的超細粉碎設備，廣泛應用於煤系高嶺土、滑石、方解石等中等硬度以下非金屬礦物，產品細度壹般可達到d97＝10μm，若配以精細分級機則可以生產d97＝5～7μm的超細粉體產品。
通過消化吸收後研制的國產超細粉碎機有：CM51型超細粉碎機、DTM900型超細粉碎機、CLM-2型多級旋磨機、LHJ型超細粉碎機、JCF1000 型機械粉碎機、JZC-400型分級式沖擊磨、CZM沖擊式粉碎機等。
3）介質超細研磨機包括攪拌球磨機、振動球磨機、旋轉筒式球磨機和研磨剝片機、塔式磨、砂磨機、行星球磨機等。國產攪拌磨已廣泛應用於高嶺土、重質碳酸鈣等企業，可幹法也可以濕法磨粉，濕法磨礦產品可達d97＝2μm左右，若配以分級機幹法磨礦產品細度可達d97＝6μm。攪拌磨型號有：JM型立式螺旋攪拌磨，用於重質碳酸鈣、高嶺土、重晶石、鋯英砂等礦物超細磨碎；國產振動磨有單筒、多筒（2-3）式、WGM-3變頻式、MGZ-1型高幅振動磨等機型，廣泛應用於石墨、滑石、高嶺土、重晶石等礦物細磨和超細磨。振動球磨機可用於各種硬度物料的超細粉碎，國產設備的產品細度幹式磨可達d90＝20μm左右，濕式磨產品細度可達d97＝5μm左右。旋轉式筒式球磨機，磨礦產品粒度範圍較寬，常與分級機組成閉路流程，在給料粒度≤5mm時，產品細度可達d97＝6～7μm。國產研磨剝片機有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多種機型，采用濕法研磨、多級串聯配置連續研磨方式，產品細度可達d95＝2μm左右，已在煤系高嶺土和重質碳酸鈣的濕法超細粉碎生產中應用。國產CTM型塔式磨采用特殊天然卵石做研磨介質，配上分級機，可用於滑石、膨潤土的超細粉碎，產品細度可達d97＝10μm左右。砂磨機有臥式、立式兩種機型，國產砂磨機主要用於顏料、填料等研磨分散，近年來也有用於石墨精中礦再磨，產品細度可達d97＝2μm左右。連續式行星球磨機是中國超細粉碎技術領域壹項重要進展之壹，並已實現了設備大型工業化，XQ600×1500×3型連續式行星球磨機用於超細磨碎滑石、方解石等礦物，可使粒度≤5mm的礦物原料磨細到d97≤10μm細度產品，產量達2000～3000 kg/h。
4）旋風式機械磨（LHJ型）是中國自主研制開發的壹種新型幹式細粉碎和超細粉碎設備，用於石灰石、方解石、滑石、矽灰石、高嶺土、重晶石、石英、長石等物料的粉碎，給料粒度≤40mm，產品細度d97＝40～15μm。若配以精細分級機可生產d976～7μm左右的超細粉產品。
5）高壓射流式粉碎機（超細剝片均化機）具有實用新型專利，該設備已用於雲母、高嶺土超細粉碎，根據給料粒度大小，壹次粉碎可獲得d97＝10～45μm的產品。
非金屬礦超細粉碎存在的主要問題有：設備大型化不夠，國外壹些大型氣流磨和精細氣流分級機的產量比中國大十多倍；大多數生產線基本依賴人工操作和控制，產品質量不夠穩定；磨耗和單位產品能耗偏高；還未研制出定型的對特殊晶體形狀的專用超細粉碎設備等。
（三）精細分級設備
1）目前國產的幹式精細分級設備大都圍繞機械沖擊式超細粉磨機或氣流磨配套使用，MS型分級機分級產品細度可達d97＝10μm左右；MSS和ATP型分級機分級產品細度可達d97＝6μm左右；中國自行研制的LHB型幹式精細分級機分級產品細度可達d97＝5～7μm，小時處理能力為2～15 t。
2）國產濕式分級機。有兩種類型：壹是基於重力沈降原理的水力分級機，二是基於離心力沈降原理的旋流式分級機。後者包括沈降式離心機，如WL-350A、D型和WLdb-600型；臥式螺旋離心分離（級）機、小直徑水力漩流器、LS離旋篩、GSDF型超細水力旋分機等。這些都是目前國內高嶺土等超細粉濕式細分級的主要設備。其中沈降離心機（包括臥式螺旋離心分級機）的溢流產品細度可達d97＝2μm左右；GSDF型超細水力旋流分級機的溢流產品細度可達到d90＝2μm左右；小直徑水力漩流器的溢流產品細度可達到d80＝2μm；LS離旋器的溢流產品細度可達到d60＝2μm。
三、表面改性
許多非金屬礦物產品作為無機礦物填料，在塑料、橡膠、膠黏劑等高分子材料工業及高聚物基復合材料領域中占有很重要的地位。它們的作用不但可以提高材料的硬度、剛性、尺寸穩定性、改善材料的力學性能，還能賦予材料某些特殊的物理化學性能（耐腐蝕性、耐候性、阻燃性和絕緣性等）。除此以外，還可降低材料的生產成本。
非金屬礦物材料常用的表面改性技術方法有：化學包覆法和沈澱反應法，輔助以機械力化學方法進行改性。
表面化學包覆是壹種利用偶聯處理、螯合反應、化學吸附來對非金屬礦物填料表面進行包覆以提高其表面親油（即疏水）性的方法。加工過程為：將壹定量的表面改性劑（固態或液態）加入粉體填料中，在壹定的溫度下，借助於攪拌混合或流態化使改性劑與無機填料顆粒表面作用並包覆於填料顆粒表面。改性劑主要有：矽烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋁鈦復合等各種偶聯劑；硬脂酸等各種表面活性劑；聚乙烯蠟、聚乙二醇等有機低聚物；聚甲基矽氧烷（有機矽）、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等飽和有機酸。主要生產廠家有：張家港國泰華榮化工新材料有限公司、重慶市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工壹廠等幾十家。
目前，采用較多的表面改性專用設備為SLG型和PSC型連續粉體表面改性機。SLG型表面改性機具有自動加藥、生產連續、溫度可控、單位產品用藥量少、能耗低、顆粒高度分散、自動化程度高、操作簡單等優點，主要機型有：SLG-3/300、SLG-3/600型；PSC型機也是壹種綜合性能較好的粉體表面改性設備，該機采用導熱油加熱，連續生產，具有改性劑用量少、表面包覆率較高、顆粒不黏結等優點。
沈澱反應改性劑利用化學沈澱在礦物顆粒表面形成壹層或多層包覆層。例如用TiO2、ZrO2、FeO來包覆白雲母、高嶺土等粉體表面，用TiO2包覆SiO2、Al2O3礦粒表面等，沈澱反應改性是應用無機表面改性劑實現改性的。
中國非金屬礦物表面改性技術還存在改性工藝比較落後，連續改性工藝和設備還有待進壹步推廣；偶聯劑品種較少，質量也不夠穩定；著色雲母和珠光雲母生產技術落後，產量低，花色品種少，質量也不夠穩定，今後需重點加強。
四、熱加工
用熱處理能脫出礦物的外在水、沸石水及羥基水等，可以改善礦物的性能，煆燒還可將某些礦物尤其是煤系高嶺土脫除有機質、增白（包括黑滑石等礦物提純、增白）。某些礦物（如蛭石）在熱力作用下，可膨脹數倍或數十倍，具備新的功能等。
煆燒是提高非金屬礦物材料特性的重要方法，也是高嶺土、菱鎂礦、石膏等礦產品深加工的壹種重要工序之壹，這些產品主要應用於造紙、塑料、油漆、橡膠、石油化工等工業。例如煆燒高嶺土具有優良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，作為造紙塗布料，可將紙張的光澤度、平滑度、不透明度和原紙覆蓋率比壹般水洗高嶺土大為改善，也是它能夠提高紙張塗層質量、替代昂貴的鈦白粉的原因；作為填料用於塑料、橡膠，比壹般高嶺土具有更好的強度、收縮性、阻燃性、吸濕性和電阻率等；在油漆和其他塗料中，添加煆燒高嶺土能使產品更具有較佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。
煆燒煤系高嶺土是中國特有的加工技術，該技術包括有濕法超細、煆燒增白、幹燥、打散、解聚、分級等技術的加工工藝集成及相應的專用設備，可生產出多個行業應用的煆燒高嶺土系列產品。上述技術與裝備已在中國山西忻州、大同、內蒙古蒙西、安徽淮北等地壹批煤系高嶺土企業推廣應用，取得顯著的經濟效益和社會效益。企業規模也由最初的年產幾千噸增大至年產3萬～5萬t。
煆燒工藝：以煤系高嶺土煆燒為例（圖1-2-4）。
圖1-2-4 煆燒煤系高嶺土原則流程圖
煆燒設備：用於非金屬礦的主要有隧道窯、回轉窯（包括直接煆燒和隔焰煆燒）、立（豎）窯、倒焰窯和梭式窯等。20世紀90年代引進和仿制隔焰式回轉窯發展到近年來的直焰式回轉煆燒窯，能量利用率有了提高，並顯著降低能耗，減少生產投資。目前，由於設備大型化，直焰式回轉窯煆燒技術及解聚分級技術的采用，不僅產品質量得到保證（產品白度≥95%，產品粒度-2μm≥92%），萬噸生產能力投資也從5000萬元左右下降到2000萬元左右。