在非金属矿工业或矿物粉体加工领域，一般将粒度范围为0.1～10微米的粉体物料称之为超细粉体，相应的粉碎加工技术称之为超细粉碎。由于在各工业部门中应用的超细粉体对其粒度和粒度分布均有一定的要求，因此，需经过矿物超细粉碎与分级加工技术。

粉碎与分级是指通过一定的机械设备使原料粒度减小并获得一定粒度分布特性的作业。通常将粒度5～20毫米物料再减小的粉碎作业称为磨矿，相应的设备称为磨机；与磨机配套控制最终产品粒度分布的作业称为分级，其中与磨机配套的分级设备称为分级机。

磨矿通常是分阶段进行的，因为在多数情况下，现有的设备还不能一次就将物料粉碎至要求的细度。物料每经过一次磨矿机，称为一个磨矿段。对于每一段磨矿作业，定义物料粉碎前后的粒度（即给料粒度与产物粒度）之比为该段磨矿作业的粉碎比，它反映了经过磨机粉碎后，原料粒度减小的程度。各段粉碎作业粉碎比的乘积为该粉碎工艺流程的总粉碎比。磨矿段数依原矿性质、原料粒度、产品细度及设备类型而定。

在磨矿作业中，常常需要设置分级设备，以控制产品粒度分布和提高粉碎作业的效率。与磨机配套使用的分级机分为两种：一是与干式磨矿机配合的干法分级设备，包括空气旋流式分级机和转子离心式分级机等；二是与湿法磨矿机配合的湿法分级设备，包括螺旋分级机、水力旋流器、水力分级机等。

磨矿作业的主要目的：①直接加工满足应用领域粒度大小和粒度分布要求的料体产品，如矿物填料和颜料、陶瓷和耐火材料原料、玻璃原料、化工原料等；②为后续选矿提纯作业准备欲分选（离）矿物单体解离并满足分选作业细度要求的入选原料，如石墨选矿过程中的粗磨和再磨作业等；③为超细粉碎或精细分级作业提供满足设备给料粒度要求的原料。

超细粉碎设备可分为机械式超细粉碎设备和气流式超细粉碎设备两种。机械式超细粉碎设备是依靠高速旋转的各种粉碎体，如回转齿盘上的齿柱、旋转的粉碎锤头和粉碎叶轮上的叶片等，来碰撞因离心力而分散在粉碎室内壁处的粗矿粒，或者赋予这些矿粒以线速度，使颗粒之间发生冲击碰撞。这类粉碎机包括振动磨机、悬辊式粉碎机、搅拌磨机、塔式粉碎机、气流粉碎机、胶体磨机、离心磨机、挤压磨机等。

①振动磨机，是以球或棒为介质的超细粉碎设备，介质在磨机内振动可使小于2毫米的物料粉碎至数微米。它具有高效、节能、节省空间、产品粒度均匀等优点，在非金属矿粉碎领域占有重要地位。

②悬辊式粉碎机，俗称雷蒙磨，又称环滚研磨机或摆轮式研磨机。它是一种装有风筛的辊式磨机，物料主要靠碾磨作用粉碎，被碎物料在重力场和离心力场中按粗细粒度实现分级。

③搅拌磨机（筒），称搅拌磨，或称搅拌摩擦式磨机。由于最初使用的磨矿介质是玻璃砂，因此，早期的搅拌磨机又称砂磨或帕尔磨。它主要由一个静止的研磨筒体和一个装在筒体中心的搅拌器组成。筒体内装有小直径的磨矿介质。当搅拌器旋转时，搅动磨矿介质，使之产生冲击、摩擦和剪切作用，使物料被粉碎。其研磨作用是通过搅拌器把动力直接施加于研磨介质上而实现的。研磨介质受到如下三种力的作用：研磨介质之间相互撞击产生的冲击力、研磨介质转动产生的剪切力、搅拌棒与介质间形成空间所产生的撞击力。在这几种力的综合作用下，矿粒受到超细粉碎或混匀、分散。因此，搅拌磨机既可作超细粉碎机，又可作混匀、分散机。

④塔式粉碎机，又称塔式磨机，它实质上是一种垂直搅拌磨机，用一个螺旋叶片进行搅拌，以钢球、卵石、瓷球、玻璃球、氧化铝球、玉石等作粉碎介质，使给入磨机的物料互相摩擦和研磨而粉碎。其粉碎作用随物料性质和粉碎方法不同而不同，主要包括：物料表面凹凸部分互相咬啮使凸起部分折损；物料表面受摩擦作用失去韧性而逐渐剥离；剥离后的摩擦面相互之间反复产生应力，使物料逐渐疲劳而导致破坏；物料表面凸起部分互相挫伤，产生切削现象而粉碎。

⑤气流粉碎机，利用高压气流（压缩空气或过热蒸汽）使物料互相受到冲击（碰撞）、摩擦及剪切作用而达到粉碎目的，是一种应用广泛、高效的超微粉碎设备。常用的主要有扁平式、循环管式、特罗斯特型及流态化床式（沸腾床式）气流粉碎机等。气流粉碎机是最、常用的超细磨矿设备之一，其产品粒度一般可达1～5微米。经过预先磨矿，降低入磨粒度，这种磨机可得到平均粒度小于l微米的产品。除了产品粒度细外，气流粉碎产品还具有粒度分布较窄、颗粒表面光滑、形状完整、纯度高、活性大、分散性好等特点。因此，气流粉碎机作为先进的超细粉碎设备，广泛应用于非金属矿和化工原料的超细粉碎加工。

在超细粉碎过程中，随着粉碎时间的延长，物料粒度逐渐变微细。由于其表面能很大，微细颗粒呈现相互聚结趋势，当达到一定细度时，出现粉碎与聚结的动态平衡。此时再延长粉碎时间，也难使物料粉碎得更细，甚至因颗粒聚结变大而使粉碎工艺恶化。解决这一问题最有效的措施是设置超细分级设备，与超细粉碎机配合形成闭路，将合格细粒产品及时分离出来，粗粒返回再磨，以提高粉碎效率和降低能耗。

超细粉碎工艺系统中的分级设备分内设和外置两种。扁平式、循环管式、Trost型等粉碎机都具有自行分级功能，属内设式。其他对喷式粉碎机等没有自行分级功能，故需外置分级机，与粉碎设备构成闭路。超细分级设备分为干式和湿式两种。与超细粉碎机配套时大多采用干式气流分级机，因为湿式分级机存在着废水处理和产品的过滤、干燥困难等问题。

在非金属矿物的超细粉碎中，经常需要了解物料或产品的平均粒度、粒度分布等数据，以对矿物超细粉碎与分级加工的生产过程和产品质量进行有效监控。

在矿物加工领域中，常规的粒度检测方法是筛分法，但对于非金属矿物的超细粉碎产品，筛分法则难以承担粒度检测任务。这样，其他的粒度测定方法，如显微镜法、计数器、激光粒度测定法、沉降法、比表面积法等则应运而生。由于各种测定方法的物理基础不同，同一物料用不同方法得到的粒度物理意义甚至粒度大小也不尽相同。例如，用筛分法得到的是筛分径（筛孔尺寸）；显微镜法、计数法、激光粒度测定法得到的是统计径；沉降法得到的是等效径（即等于具有相同沉降末速的球体直径）；而比表面积法得到的则是比表面积径。有的方法可测粒度分布（如显微镜、计数器、激光粒度测定仪等），有的只能测定平均粒径（如比表面法），有的可绘制粒度特性曲线。但是粒度测定越快，精度越高，往往设备造价越昂贵。因此，实际应用中应综合考虑物料数量、要求精度和检测成本等因素。