资源型矿物简介9-云母

九、云母东北大学矿物材料与粉体技术研究中心高鹏第三章、非金属矿物分述9.1、云母基本特征云母是碱金属和碱土金属的硅酸盐矿物，典型的层状硅酸盐矿物，其化学组成可用如下通式表示：XY2~3[Z4O10](OH，F)2X：主要为K，其次为Na或Ca，也可由Ba、Rb、Cs等。Y：主要为Mg、Al、Fe，但也可能有Mn、Li、Cr、Ti等。Z：为Si和Al。9.2、云母的分类云母是一簇矿物的总称。它包括3个亚簇：白云母、黑云母和锂云母。白云母亚簇包括白云母(常见)和钠云母(少见)；白云母：KAl2[AlSi3O10](OH,F)2细小鳞片状的白云母具有丝绢光泽，又称为绢云母。白云母各方面性能较好。黑云母亚簇包括金云母和黑云母；黑云母：K（Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2金云母结构式：KMg3[AlSi3O10](OH,F)2金云母耐热性及700℃时电学性能较白云母好。锂云母亚簇包括锂云母和铁锂云母。锂云母，也叫鳞云母：KLi1.5Al1.5[AlSi3O10](OH,F)2铁锂云母：K(Li,Fe2+,Al)Al2[AlSi3O10](OH,F)2工业与应用价值最大的云母品种为白云母，其次为金云母。9.3、云母的性能(1)电学性能云母具有较高的绝缘强度(绝缘强度即击穿电压与云母片厚度之比)，较大的体积电阻和表面电阻；较低的电介质损耗(电介质损耗即在电场作用下云母受热而产生的功率损耗)，抗电弧，耐电晕等特性。(2)热学性能云母为热的不良导体。它耐高温，熔点为1200~1300℃，最高使用温度为600~800℃；并且耐温度急剧变化，即在温度急剧变化下仍能保持原来的强度。(3)化学性能云母耐碱，碱对它几乎不起作用；耐酸，在各种浓度的冷HCl中不起反应，但长时间在H2SO4(特别是沸腾的H2SO4)中会起反应。云母的吸水性和吸湿性很小。(4)机械加工性能云母的机械强度较高；剥分性好，能沿解理面剥分成极薄的薄片；复原性好，当剥开面上无外部污染时，晶体可因表面分子的亲和力而重新结合。片愈薄，面积愈大，复原性愈好；云母片可进行冲、切、粘、卷等机械加工。9.4、云母的加工云母是一种难磨的矿物，因其为层状矿物，对其粉碎以摩擦力作用效果最好，其次是弯曲和剪切力，耐单纯的冲击粉碎作用较小。常用的粉碎及超细粉碎设备有以下几种：(1)高速行星式辊轮磨机—Szego基本原理为：在粉碎腔内有三个立式的高速旋转辊，在其辊上有螺旋机槽，辊沿筒体周边进行公转与自传，离心力使辊子压向容器壁面，物料被压碎，辊上的螺旋槽同时对物料进行剪切，使物料既受压又受到剪切作用。(2)高压均浆超细剥片机。高压均浆法超细剥片技术对层状矿物的剥片效果优于传统的擦洗机、研磨机、砂磨机等介质搅拌磨矿设备。(3)搅拌型球磨机。对于片状矿物的超细剥片搅拌磨，采用特殊的磨矿介质，均可用于云母的超细剥片且可以不损伤云母的表面，并使云母的径厚比大于60。(4)射流粉碎机。它是根据空气动力学原理和多相流理论设计和研制的最新一代气流粉碎机，它将干燥无油的压缩空气加速成超音速气流。该气流携带物料作高速运动，使物料相互碰撞、摩擦而粉碎。9.5、云母的应用1）片云母的应用片云母是由白云母或金云母经过劈分加工而成的大晶片云母，它们具有优良的电绝缘性、耐热性、耐水性、耐化学性、弹性和高剥离性，在以下方面具有不可替代的优势：①氧气呼吸装置的隔膜。用作这种隔膜装置的云母必须是优质云母，要特别光滑、干净、坚固及透明，一般规格为直径28.58mm，厚0.38mm；②耐热水位计中的保护衬。云母耐高温、透明、平滑、不易破碎，可以用作高压蒸汽锅炉玻璃水位计的保护衬；③云母电容器。云母电容器主要用在飞机和导弹等装置中，具有优化线路、稳定性高、电容变化大、Q值高和耐辐射等特点。9.6、碎云母的应用(1)石油钻井云母浆。用5~12μm至10~15目的云母作钻井水基泥浆添加剂，增加泥浆在孔壁附着力，堵塞软弱渗透地层。(2)颜料。碎云母广泛用于乳胶液中，能提高浓度10%~20%，并能改善油漆质量，如增加表面光洁度、延长耐久度、抗化学腐蚀性。由于云母在阳光下不变形有助于控制油漆的流动性，提高抗擦洗性能。云母在油漆中最重要的特性之一是小晶片的平面与基底层呈平面排列，改善粘性，阻止水和溶解的氧化物及硫酸盐离子的侵入，提高了耐久性，并防止生锈。云母颗粒的平面片排列能构成隔离屏障，这个隔离屏障在阻碍氧侵入的同时，还为挥发性物质的逸出创造回旋式扩散通道。一般说来，颜料工业是湿云母最大的用户。(3)珠光颜料。珠光颜料靠光的透射、反射和干涉，人为生成“珍珠母”效果或珍珠光泽。为了取得这种光的相互作用效果，用云母作衬底再在上面涂上薄薄一层二氧化钛。根据所需效果，既可用白云母，也可用金云母。用于珠光颜料生产的云母粒度在3~150μm之间，厚度为0.2~0.5m。颗粒的大小会影响实际效果。小于20μm的细粒颜料具有丝绢光泽，常用来制造各种墨水。在20~50μm之间的颗粒会产生最佳珍珠光泽。大于100μm会产生闪光的效果。珠光云母颜料还可分为TiO2-SnO2-TiO2-云母型、Cr2O3-TiO2-云母型、Fe2O3-SiO2(或Al2O3)-云母型、TiO2-ZrO2-云母型和MnO2-云母型。汽车工业是珠光颜料主要市场。在日本，珠光颜料还用于屋顶材料、计算机外壳和电视机外壳。(4)结构涂料。磨碎云母可作结构涂层石膏的增强填充剂，主要性能在于能控制收缩率和裂缝，并保持可塑性。(5)云母增强塑料。云母能改善聚合物的稳定性，经偶联剂改性后，与热塑性树脂或热固性树脂混炼制做云母增强塑料，填加云母粉粒度为100~400目之间，白度70，径厚比大效果更好。这种塑料主要性能有：抗拉和抗挠模量显著增加，同时增加抗拉和抗挠强度，减少了延伸率；减少热膨胀，而且云母平面性质阻止了非均匀性收缩，而塑料往往导致皱曲；云母用量越大，热变形温度越高，云母小片的平面排列增加了不透水和不透气性；改善塑料的绝缘性；对紫外线、微波及大多数化学试剂的惰性。(6)电焊条。云母可作为焊接低碳钢材和普通钢材的钛型焊条的成分。可以防止裂缝、控制焊剂的剂量，有助焊剂涂覆在金属焊条上，由于焊接技术发展，需求量有下降趋势。(7)新型建材制品。云母粉是新型建材的重要原料，尤其是以云母粉替代石棉生产“云母硅酸钙板”、“云母轻质砖”等新型建材，具有隔热、隔音、质轻耐风化等优良性能。(8)隔热绝缘抗静压板。云母+碳酸盐岩+粘土制成耐高温、绝缘和抗静压板，以替代高温中压条件的石棉板。(9)陶瓷工业。云母熔融温度较低，可以降低陶瓷坯体素烧温度，另外云母还与釉料相容，增强坯、釉之间联结，提高产品质量。一般填加云母可使陶瓷素烧温度下降150~170℃，电耗降低1/3。(10)日用品和化妆品。云母具有弹性，光泽度合适、白度高，可以作为防止皮肤晒黑的化妆品。另外，加拿大和南非用含TiO2的云母组份制造珠光牙膏，对牙齿有明显的保护作用。(11)造纸工业。云母也可以作为造纸工业的填料，用云母填料的纸张颜色白，反射紫外线强，长久存放不易泛黄。(12)橡胶工业。橡胶制品加工中，云母粉是一种良好的润滑剂和脱模剂；云母粉还是丁苯胶(SBS)等橡胶补强剂，填充适量的云母粉取代白炭黑，对于提高橡胶制品的质量，降低生产成本极为有益，所用云母粉通常为160~325目。