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河北云母板(河北灵寿县的云母有什么用途啊)

发布时间:2023-05-13 10:32:02

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河北云母板

碎云母(Scrap Mica)

一、概述

碎云母原是片面小于4 cm2云母的一种商业名称,现已列为云母矿种的一个亚矿种,泛指具有工业意义的片云母开采或加工过程中的边角碎料、含云母基岩粉碎选矿过程中回收的小粒级云母及产于各种成因类型岩石中的小片云母。就非金属碎云母矿而言则特指后者,即产于各种成因类型岩石中能够构成工业矿床的小片云母,以白云母为主,个别矿床为金云母等。在我国这种碎云母矿床主要为区域变质类型,热液伟晶岩型、风化型次之。

二、矿物性质

碎云母的物理性质同白云母。其结构分子式为:K {Al2[AlSi3O10](OH)2}。化学成分:K2O 11.8%,Al2O338.5%,SiO245.2%,H2O 4.5%。其类质同象广泛,常见的混入物有 Ba、Na、Rb、Fe3+、Cr、V4+、Fe2+、Mg、Li、Ca、F等,故而有钡云母、铬云母、多硅白云母等变种。矿物的晶体为单斜晶系二八面体型,多呈板状或片状,外形呈假六方形或菱形,有时单体呈锥形柱状,柱面有明显的横纹,晶体细小者呈鳞片状。颜色无色透明,含杂质则略带浅黄、浅绿、浅红、浅灰或棕褐色等,如含锂呈玫瑰色,含铬呈鲜绿色,含Fe2+呈淡绿色,含Fe3+和Ti时则呈红色。矿物晶体中常含有磷铁矿、赤铁矿包裹体。具 {001} 完全解理,解理面珍珠光泽。{001} 面硬度为2~3,垂直 {001} 面为4。密度为2.76~3.10g/cm3。薄片具弹性。绝缘性能极好,难溶于酸。

三、用途

碎云母在工业应用时,通常要加工成不同粒级的云母粉。随着科学技术的发展,云母粉以其优越的特性作为填料广泛用于涂料、建材、油漆、塑料、橡胶填充料和代石棉制品等。

1)涂料(油漆)、颜料和日用化妆品方面。涂料和颜料是云母粉的主要用途。由于云母粉具滑性,在涂料中的分散度高,有助于对涂料流动性的控制,可得到涂刷均匀的效果。云母粉颗粒呈片状,在涂料中趋向平行漆膜表面排列组成一层惰性坚实而又柔韧的保护层。云母还具有绝缘、耐腐蚀、耐热、抗拉伸、抗老化等优良的性能,广泛应用于各种功能涂料中,如:防腐蚀涂料,防水耐风化涂料、防热耐火涂料、防震耐磨涂料、防辐射线涂料、金属闪光及其他装饰涂料、船底防污涂料、航天器热控涂料等。云母粉用于颜料,可取得珠光效果。以云母粉做衬底,在上面再涂一层薄薄的二氧化钛或其他金属氧化物,不同氧化物可产生不同的整体色彩,如氧化钛为红色、氧化铬为绿色。云母珠光颜料主要用于汽车工业,同时用于家庭住宅的内涂层。这种颜料比碱或碳酸铅珠光颜料更稳定,而且无毒,可用于食用器皿、玩具、化妆品等方面。云母粉具有细腻滑润、富弹性、白度高、光泽适宜等美化装饰特性,还能满足化妆品的特殊需要,超细云母粉能与水、甘油均匀混合并呈强分散状态,是乳液、膏霜、扑粉等化妆品的上好填料。

2)有机复合材料方面(塑料)是云母粉的第二大用途。云母鳞片的面积与厚度比大,鳞片平面力学性质均匀,抗弯模量高,并且绝缘、耐热、耐潮湿、耐腐蚀。由于以上特性,云母粉可使塑料在二维方向上力学性能极大增强,被广泛用作增强充填剂,制成用途不同的多种复合材料。

3)以建材为主的复合材料方面。用于墙板连接的黏接剂。这种黏接剂主要用于石膏板连接,也用于水泥板连接。云母陶瓷,又称云母玻璃。加工工艺是,将云母粉与特种玻璃粉和其他无机粉料按一定比例混合经压坯、焙烧、成型、退火等工序制成。其成品兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点,是一种多功能的材料。主要在电器设备中做绝缘器件及消弧器,在邮电、无线电、通信、宇航等行业中广泛应用。云母粉作为防护涂层、润滑剂和撒粉,使油毛毡表面光滑,防止沥青表面互相粘连。

4)绝缘材料方面。云母具有电阻率高、电解质损耗低、电弧稳定等特点,可使前述的有机和无机复合材料具不同程度的绝缘性能。此外,碎云母还可用于制作云母纸和还原云母、云母带、云母板、膨胀云母等多种专用绝缘材料。

5)石油钻井泥浆方面。云母粉颗粒的片状特点对堵塞钻孔孔隙防止泥浆漏失,效果十分显著。由于云母粉分散性好,能形成良好的悬浮状态,有利于克服泥浆不正常循环。由于云母有耐高温性、耐磨性、润滑性及化学稳定性,在深井钻探中可作抗高温泥浆和抗磨损剂。

6)电焊条工业方面。主要用于焊条的助熔涂层,在焊接中形成一个焊渣层,使金属敷上能抵御大气氧化的表皮。

7)消防器材方面。用于干火灭火剂,可防堵塞、防结块,延长保存期,增强灭火剂喷出的流动性,提高灭火效果。

8)橡胶工业方面。常以160~325目云母粉做橡胶制品的填料,生产各种特种橡胶制品。

9)造纸工业方面。用作纸张的填充和表面涂层,提高纸张的留着率和印刷书写效果。云母鳞片结构适合用做铜版纸的表面涂层。

10)冶金工业方面。作为耐火材料,堵封炼铁高炉炉口。此外云母粉还用于金属处理中的退火剂。

11)其他方面。用作可防震的多种震动阻尼材料的填充;用作电缆包裹层上的撒粉剂(8~20目),防止绝缘橡胶在外包皮硬化中电缆心相粘连;用于控制植物虫害的蔓延,将云母粉撒在庄稼上,云母鳞片反射阳光使害虫迷失方向。另外,还用作消毒剂和炸药的吸收剂。

四、地质特征

我国已发现的碎云母矿床主要为区域变质混合岩化成因矿床,该类型矿床规模大,矿石质量好,是我国当前主要的开采对象。其他如热液伟晶岩型碎云母矿床等规模普遍较小。我国区域变质混合岩化碎云母矿床有如下地质特征:

1)矿床赋存于白云母钾长片麻岩、白云母石英片岩和条纹、条带状混合岩等变质岩系中,变质岩原岩为一套富钾高铝低硅贫钙镁的粘土质砂质岩石。矿床具有明显的层控特征。

2)矿体多位于地层向斜的核部构造薄弱带,沿变质岩片麻理方向分布,次级小褶曲及混合岩脉发育。构造薄弱带内热流值高且易集中,有利于热液活动和成矿作用,也是导矿和容矿空间。

3)多期成矿作用明显。在变质作用形成白云母钾长片麻岩、白云母石英片岩的过程中,白云母普遍形成,有的局部集中。后期持续的混合岩化作用过程中经过矿物间的水解作用、重结晶作用、注入交代或渗透交代作用等多重成矿作用使白云母大量生成并富集成矿。

河北省灵寿县山门口碎云母矿床是我国目前唯一进行过详细地质勘查工作的矿山。该矿床地质特征简介如下。矿区处于阜平穹褶束东部岗南-口头复式向斜的核部。区内出露地层主要为太古届阜平群,是一套中—厚深变质片麻岩和混合岩系。含矿层位于湾子组第一段,主要岩性为巨厚层状白云母钾长片麻岩,夹中—粗粒浅粒岩、黑云斜长片麻岩、花岗质混合岩等。碎云母矿体赋存于白云母钾长片麻岩中。因受倒转复向斜的影响,碎云母矿体多次重复产出。在三度空间内矿体呈层状、似层状产出,存在分枝复合膨大的现象。矿区内共圈出37个矿体,单个矿体厚度一般1~5 m,最厚达20 m,长度100~1000 m。矿体产状与围岩一致。矿床层控特性明显。矿石呈纯白色,湿时微带绿色。鳞片变晶结构,片状、似片状构造。矿石矿物主要为白云母,含量40%~80%,脉石矿物有石英及少量钾长石,副矿物有磁铁矿、褐铁矿、锆石、磷灰石等。白云母呈片状,片径一般2~15mm,厚度0.1~1.0mm。碎云母单矿物化学全分析结果:SiO2大于44%,Al2O3大于30%,Fe2O3大于4%,与标准白云母的化学成分相比,其中Al2O3含量偏低,Fe2O3含量偏高,属铁白云母。矿石分混合岩化伟晶岩型、片麻岩型及片岩型三种自然类型。其中混合岩化伟晶岩型为矿区内主要的矿石类型,该类型矿石含碎云母一般为60%~80%,高者可达95%,是目前主要的开采对象。该矿床各类型矿石均属易选,矿石加工技术性能良好。该矿床的工业指标由原河北省建筑材料工业局下达。其工业指标如下:① 边界品位(碎云母含矿率) 30%;② 最低工业品位(碎云母含矿率) 40%;③ 最小可采厚度1 m;④ 最小夹石剔除厚度1m。

五、矿床分布

世界云母矿床资源分布广泛,已知有17个国家年产云母1000 t以上,其中俄罗斯、中国、美国、韩国、加拿大和法国是世界六大云母生产国,合计产量占全世界总产量的90%左右。我国和美国是碎云母生产大国。美国2004年碎云母产量为7.9×104t,主要从伟晶岩和粘土选矿中获得,其他国家的碎云母多来自热液伟晶岩型片云母矿床开采加工过程中的边角碎料。我国的碎云母年产量已达13×104t,均采自于区域变质型碎云母矿床。

从已有的地质勘查工作成果看,我国碎云母矿产资源主要分布在河北,新疆、河南、山西、内蒙古等地也有分布。此外,安徽大别山南麓有矿化报道。

河北省碎云母矿产资源集中分布在冀西南灵寿、行唐、曲阳一带。这一带广泛裸露着太古宇阜平群湾子组变质岩系,存在有良好的碎云母成矿地质条件。自1994年完成灵寿山门口碎云母矿床详细地质勘查工作以来,国家及河北省政府加大了对这一带碎云母矿产资源的地质勘查工作力度,先后安排资金立项对行唐大汉子山、苏家庄,平山偏梁,灵寿大文山、正峪、鲁柏山,曲阳晓琳至程东旺,唐县西口底、南伏城等矿区进行了地质踏勘—普查评价工作,大致查明了这一区域碎云母矿床成矿的地质条件、矿体分布规律,推断预测了这些矿床的矿物资源量。

六、可供资源

世界各国对片云母矿资源地质研究工作程度普遍较深,对碎云母矿的地质研究工作较浅。我国是最早对非金属碎云母矿进行详查地质工作的国家,已陆续对有成矿远景的成矿区段开展地质踏勘—普查至详查评价工作,目前仅在河北省查明碎云母矿床11处,获得矿物资源总量2732 多万吨,其中,控制的177×104t,推断的1496×104t,推测的1059×104t。查明矿物资源量分布情况见表2-20-1。

表2-20-1 查明碎云母矿物资源的分布情况

由于片云母资源日益枯竭和利用碎云母技术的日益发展,世界云母消费趋势是片状云母消费量逐年下降,降幅达年4.5%,碎云母消费量逐年上升,升幅为年2%以上,我国碎云母年需求增速达6%。1996年世界碎云母需求量为35×104t,到2000年已达38×104t,预测2010年、2015年需求量将分别达到46×104t和51×104t。按照现有碎云母矿物资源预测,我国碎云母资源量能够保证今后30年的需求,资源保证程度高。从世界云母工业格局看,片状云母产品的黄金时代成为过去,云母工业的发展方向已经导向碎云母产业链。

我国碎云母资源丰富,分布集中,但产品应用和深加工工艺比较落后,矿山开采技术较低,资源浪费严重。加强碎云母产品应用研究,提高产品深加工技术,改进矿山开采水平是发挥我国碎云母资源优势、解决现存问题的重要途径。

河北灵寿县的云母有什么用途啊?

我知道灵寿县安鸿矿产品加工厂生产的云母用途很广。 白云母具有较高的绝缘强度和较大的电阻、较低的电介质损耗和抗电弧、耐电晕等优良的介电性能,而且质地坚硬,机械强度高,耐高温和温度急剧变化并具有耐酸碱等良好的物化性能,因此,广泛用于无线电工业、航空工业、电机制造,它还广泛用于涂料、油漆、塑料、油毡、造纸、油田钻井、装饰化妆等行业,在油漆中可减少紫外线或其它光和热对漆膜的破坏,增加涂层的耐酸、碱和电绝缘性能,提高涂层的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低涂层的透气性,防止斑点和龟裂。 云母粉还可用在屋面材料中,起防雨保暖、 隔热等,云母粉与矿棉树脂涂料混合,可做混凝土、石材、砖砌外墙的装饰作用,云母碎用于油毡,管道砂浆,胶结剂;在橡胶制品中,云母粉可做润滑剂、脱膜剂,以及做高强度的电绝缘和耐热、耐酸碱制品的填充剂。云母还可做云母纸,云母板、云母陶瓷,珠光云母颜料、云母熔铸制品等

中国云母工业的发展状况

戴为胜

(北京安普新材料发展公司,北京 102308)

摘要 云母具有较多优良性能,是电气工业中不可缺少、无可替代的重要材料。 几十年来中国片状云母,云母纸、云母粉、云母增强塑料、珠光云母颜料、耐火云母带等产品发展迅速、取得可喜的成绩。

为补充天然云母资源的不足并提供优质云母,中国研究开发了合成云母及制品。随着云母资源的不断减少,今后云母资源的开发利用将转向碎云母制品。提高云母资源利用率,提高产品质量,开发新的云母产品是云母工业今后应注意的问题。

关键词 云母;碎云母;合成云母;综合利用;现状;发展。

作者简介:戴为胜,男,高级工程师;从事云母(合成云母)综合利用及深加工、矿物粉体超细加工的研究开发工作。电话:010-88130582。

云母以其优良的介电性能、机械性能、耐热性能、耐电晕性、稳定的化学性能等,成为电气工业中不可缺少,且无可替代的重要材料。传统的云母加工和应用技术的方法,是直接利用云母的自然晶体作为电气绝缘或电子零件。随着自然界云母资源的不断减少和人们对云母战略地位认识的加深,云母产品的结构发生了很大变化,世界各国都把目光转向碎云母及其他云母矿物的开发利用上。20世纪末,绢云母的应用也有很大的发展,为满足国民经济发展对云母产品的不同要求,中国在20 世纪60年代研制了内热法合成云母和晶种法合成云母[1,2]

一、中国云母资源的现状

中国工业原料云母资源不足。白云母主要分布在新疆、四川、内蒙古、河南、云南、青海、陕西、湖北、湖南、广东、广西、福建、江苏、黑龙江、吉林、辽宁、山西、河北等18个省区。中国金云母资源较少,主要分布在新疆、内蒙古、吉林、黑龙江、河南、广东等省区。

表1 云母进出口量(t)

中国原有四川、新疆、内蒙古三大国营云母原料基地。目前,由于云母资源减少、开采成本增加,内蒙古基地已不存在,四川、新疆的矿山进行了产业结构调整,少量人员留守矿山,转入小规模开采。在其他省区也有一些企业在进行开采,但是仍然不能满足中国云母加工业的需要。

中国变质片麻岩白云母资源极为丰富。有资料表明中国河北省平山县、灵寿县境内已探明白云母资源的储量达2000×104t,这些矿床是中国最大的单一产出碎片白云母矿床;且云母矿物可剥性好,薄片质地纯净,无斑痕,色泽光亮,在国内外享有盛誉。

在中国也有较为丰富的绢云母,分布于四川、福建、安徽、内蒙古、浙江等省区。经普查仅安徽就发现软质绢云母储量达10×104t,硬质绢云母储量达100×104t。

为弥补国内云母加工业原料的不足,每年进口数万吨云母及碎云母,用于片状云母加工,以及云母纸和云母粉生产。

二、中国云母加工工业的现状

(一)中国云母加工及产品应用结构

中国云母加工及产品应用结构如图1。

图1 中国云母加工及产品应用结构图

为了弥补中国云母资源的不足,并满足某些特殊用途的需要,中国在20世纪60年代初期开始研制合成云母,并在60年代中期研制成功内热法合成云母、晶种法合成云母。虽然合成云母的种类很多,但目前能生产成大晶片和工业性生产的合成云母是氟金云母。其分子式为[KMg3(AeSi3O10)F2]。

合成云母应用与天然云母相同,但合成云母的许多性能优于天然云母。如耐温达1100℃,电绝缘性高,耐酸碱腐蚀,高温真空放气极低,光透过率高等,因而也有一些特殊用途。

(二)片状云母

片状云母包括白云母、金云母和合成氟金云母。片状云母由工业原料云母经剥分、加工制得。有效面积一般要求在4cm2以上。

随着片状云母资源的减少和碎云母开发利用技术的发展,直接应用片状云母的领域愈来愈少。但是,目前还没有一种天然矿物材料具有云母的全部优良性能,片状云母仍有广泛的用途。

在电气工业中,云母用作发电机、电动机的绝缘材料,高压电气设备的绝缘元件,各种工业和家用电器的耐热绝缘材料。金云母的热稳定性明显优于白云母,因此更适合于用作耐热绝缘材料。

在电子工业中云母可以制成各种电子元件的支撑架、电容器、绝缘体等。如制作电子计算机、电子显微镜、电子示波器等元器件。

在航空航天等尖端科技领域,云母可以制造飞机发动机火花塞、垫圈、飞行员用氧气瓶的活门、雷达线路中的绝缘零件及人造卫星、导弹用的大容量电容器芯片和电子管等。

此外,片云母还可用于制造氧气呼吸装置中的隔膜,耐热水位计的保护衬、大型陀螺罗盘的面板、电容器,以及各种家用电器、电动机和发电机的绝缘垫圈、端子板等。

20世纪70年代以后,片云母逐渐由云母纸及制品所替代。片云母的销售市场日渐萎缩,世界市场以每年3%的速度递减。

随着中国合成云母技术的发展,合成片状云母生产量的增加,将弥补中国天然优质云母片的不足。

(三)碎云母

碎云母,一是指片径或其他指标达不到片状云母工业指标的云母矿物(主要为白云母、金云母);二是指片状云母加工后的边角料;三是指变质片麻岩白云母、绢云母等,主要用于制造云母纸、云母粉。

碎云母同片状云母一样,具有许多优良的物理、化学性质,因而在工业中有广泛的用途。

中国碎云母综合利用的研究是从1958年开始的,首先研究了粉云母纸,20世纪60年代研制了干磨云母粉及再生云母纸;70年代研制了大鳞片再生云母纸,试制了合成云母纸;80年代研制了湿磨云母粉及云母钛珠光颜料;根据绝缘材料工业的需要,90年代试制了金云母纸及耐火云母带用云母纸、合成云母纸等,并相继开发了云母功能填料(如绝缘、反光、防晒、耐腐蚀等)及云母微晶玻璃、云母陶瓷等。

(四)云母纸

云母纸是以碎云母为原料,采用特殊工艺将其破碎成细小鳞片,在云母造纸机上造成成卷的云母纸,是制造云母板、云母箔、云母带等电气绝缘云母制品的原料。

云母纸有白云母纸、金云母纸、合成云母纸(也称合成氟金云母纸)三种。

目前云母纸已具备片状云母的优良性能。云母纸厚度均匀、介电强度变化小,电晕起始电压高且稳定。以云母纸(或薄片云母)为基材制成不同耐热等级的云母带、柔软云母板、塑型云母、换向器云母板、电热云母板、衬垫云母板、云母箔和云母管等电气绝缘云母制品,广泛应用于大、中型电机,特种电机,电器及电线、电缆等工业领域。

云母纸自20世纪60年代初投产以来,在科研院所和生产企业的共同努力下,技术和生产得到了很大的发展。到2006年已达到15000t/a。品种也从单一的MPM1型粉云母纸,增加了MPM2,MPM3,MPP4型云母纸,510型混抄云母纸、511型电容器云母纸,合成云母纸,用于制造耐火电线、电缆用云母带的金云母纸,合成云母纸等。

云母纸主要供应国内市场,也有一定数量出口,主要出口美国、德国等国家。

目前中国云母纸主要在湖北省(通城县)、湖南省(平江县)、广东省(深圳市)、浙江省(杭州市)、河北省(柏乡县)生产。

(五)云母粉

云母粉以碎云母、变质片麻岩云母、绢云母为原料,经净化、破碎、分级等工序加工制成。根据生产方法不同分为干磨云母粉与湿磨云母粉。

云母粉具有较高的电绝缘性,耐热性,耐酸、碱腐蚀性,以及热膨胀系数小等优点。无论破碎到什么程度均呈片状,具有良好的弹性、韧性。云母粉滑动性能较好,覆盖性好,附着力高。

8~12目的云母粉多用于油毡等屋面材料中,也用于电缆包裹层及类似的用途。40~60目云母粉用于电焊条药皮。60~120目云母粉是生产云母陶瓷的基本原料。100目或更细的云母粉作为油漆的掺合剂,橡胶的填充剂、遮盖剂和润滑剂,塑料、涂料的填料等。200 目或更细的云母粉可作为云母珠光颜料的基材。

云母粉还用于油井钻探封闭井孔的材料,浇铸金属时作模型的涂料,铝制品的擦光剂,电镀溶槽涂料,化妆品中脱脂剂的填料,防冻、防阳漆的添加剂,密封漆灰的掺合剂,在消防器材中干云母粉可用作灭火器的悬浮剂。

干磨云母粉自20世纪60年代投产以来,其生产企业已有几十家,年生产能力超过20×104t(仅河北省灵寿县的几十家企业年生产能力就超过10×104t)。现在全国实际年生产十几万吨,其中灵寿县占全国总生产量的75%左右。主要原料是变质片麻岩白云母。

湿磨云母粉是云母原料 在以水为介质的条件下加工制成。具有比干磨云母粉更优良的性能,其质地纯净,表面光滑,径厚比大,附着力强。广泛用于云母珠光颜料的基片,云母增强塑料,油漆及涂料等行业。

(六)云母陶瓷

云母陶瓷分为天然云母陶瓷和合成云母陶瓷。天然云母陶瓷又称云母玻璃,合成云母陶瓷又称陶瓷塑料。

云母陶瓷是将云母粉(天然云母粉或合成云母粉)与特种玻璃粉及矿化剂、助熔剂按一定的比例混合,经压坯、焙烧、成型(热压或注射)、退火等工序制成。它是一种复合材料,兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点。

云母陶瓷是一种优良的绝缘材料,而且具有良好的抗电弧性,在强大的电弧作用下不发生碳化和爆裂,可在350℃以下长期使用。其热膨胀系数可以根据要求进行调整,可使它与一些金属匹配,进行封接和镀层。

可以在云母陶瓷表面镀上铜、银、金等金属,并在一定温度范围内保持牢固的结合。

云母陶瓷最突出的优点是可以用普通机床、普通切削刀具对其进行车、铣、刨、磨、钻等加工,以达到对零件几何尺寸的精密要求。

云母陶瓷成型后不收缩,不变形,耐腐蚀,抗辐射,抗潮湿,不受紫外线及臭氧的影响。

云母陶瓷主要用于电器设备、精密仪器、仪表中作为绝缘件、消弧件。应用在邮电、无线电、宇航、船舶、航空和国防等工业部门。

(七)云母增强塑料——云母增强聚丙烯

用云母鳞片做增强填充剂添加在树脂中制成的塑料称云母增强塑料,其特点是使塑料在二维方向强度得到增强。

云母增强塑料的性质取决于所使用的云母鳞片的直径、径厚比、云母与基体树脂的混合比、界面结合强度、成型方法和成型条件等。云母鳞片的高径厚比使塑料的抗拉强度和抗弯强度得到改进。云母鳞片的弹性模量在由常温至高温很宽的范围内都很高,使塑料尺寸稳定、耐蠕变和热变温度高。云母鳞片的形状使得塑料在平面方向增强,防止产品卷翘,阻挡液体和气体渗透。云母的电气绝缘性使塑料的电气绝缘性得到改进。云母鳞片还使得塑料的化学稳定性、耐辐射性、耐候性等得到增强。云母增强塑料的抗拉、抗弯强度与玻璃钢近似,变形温度比玻璃钢高。云母增强塑料在汽车零件、家用电器、特种塑料薄膜中得到广泛的应用。

许多研究单位和企业都开展了云母增强塑料的研究开发工作,研制成功汽车仪表板、保险杠、前灯保护圈,电机风扇等家用电器,汽车零部件以及音响部件。目前由于湿磨云母粉售价较高,而且云母粉表面能较高,在进行包覆、偶联等表面有机化处理中还有一些技术问题未很好解决,致使云母粉的实际用量较少。

(八)珠光云母颜料

珠光云母颜料是在优质湿磨云母薄片上包覆一层或多层二氧化钛或其他金属氧化物而成为呈现珍珠光泽的珠光颜料。由于具有稳定的化学性质、无毒、高折射率、高遮盖性、耐高温等性能,可赋予物体珍珠般的光泽,给人一种深远的三维空间感觉,作为填料或涂料可极大地增强基体光度,并产生珠光效应,故在塑料、橡胶、油漆、陶瓷、造纸、皮革、印刷、装饰及化妆品等行业具有广泛的用途。

工业上广泛使用的珠光云母颜料,从其结构上看大多为单覆层结构,即在云母表面仅覆盖一层无色透明或者有色的金属氧化物膜。单覆层珠光云母颜料开发早,技术比较成熟。随着珠光云母颜料应用的范围越来越广,单覆层结构的珠光云母颜料由于其遮盖性能及着色性能较差,在某些特殊场合的应用上受到一定限制。为此,现在各国又开发出多种旨在提高遮盖性能的多覆层结构和旨在提高着色性能的有机着色类的珠光云母颜料。

双覆层珠光云母颜料与单覆层的相比,不仅包覆有起干涉作用产生珠光的无色透明金属氧化物膜,还有一层具有吸收本色的金属氧化物膜;而且既具有较强的珠光光泽,又有较高的遮盖力,同时还有一定的着色力。

多覆层珠光云母颜料是在双覆层珠光云母颜料的基础上为提高遮盖性能、着色性能和珠光效果进一步开发的。它由具有无色透明金属氧化物膜、吸收本色的金属氧化物膜和纳米级金属微粒层共同组成。它的珠光效果、遮盖性能和着色性能都有所提高。

有机着色珠光云母颜料是将有机颜料或染料包覆在云母的表面而形成的一类新型珠光颜料。它主要是利用有机颜料或染料具有色谱广、色泽鲜艳、分散性好、色调饱和度高等一系列优点,提高珠光云母颜料的着色性能。

珠光云母颜料在汕头、广州、泰兴、丹阳、北京、雅安等地生产,年产量数千吨,除自用外还出口美国、日本、德国等国家。高档珠光云母原料还需进口。

(九)合成云母

内热法合成氟金云母是用化工原料经高温熔融,冷却析晶而制得。晶种法是以碎合成云母为原料用坩埚引下法生产的。

内热法熔块达十余吨,能提供直接应用的大片云母和大量用来制造合成云母纸、合成云母粉的碎云母。晶种法生产大片合成云母能直接用来生产电子管撑板、电容器芯片、高阻绝缘骨架、高压锅炉水位计、微波和各种射线窗口材料等。

随着耐火电线、电缆工业的发展,特别是A类耐火要求的耐火电线、电缆,用合成云母纸为材料的合成云母带作耐火绝缘层更好,这将会促进内热法合成云母的发展。

(十)耐火电线、电缆用云母带(耐火云母带)

20世纪80年代,随着电缆发展的需要,国外一些发达国家开始将云母引入电缆行业作为耐火绝缘层,从而使耐火电缆的制造变得更简单、更可靠。为此,各大电缆厂和云母加工企业相继投入力量进行耐火电缆、电缆用云母带的开发研究。

耐火云母带由云母纸、黏合剂、补强材料在专用的云母带机上复合而成。采用的云母纸有金云母纸、合成云母纸,以确保耐火电线、电缆通过B类(750~800℃)、A类(950~1000℃)耐火要求。黏合剂一般采用有机硅树脂,补强材料采用无碱玻璃布或高分子薄膜。

不少企业采用玻璃布补强。由于技术上的原因,有的企业生产的云母带在绕包过程中有云母纸脱落,云母纸反黏、拉伸,强度较低等问题,影响其使用。因而应提高玻璃布、云母纸质量,改进制造工艺以提高耐火云母带的质量。

表2 云母制品、云母纸进出口量

国外开发了高分子薄膜补强云母带。有单面乙烯薄膜补强、单面聚酯薄膜补强、一层玻璃布一层聚酯薄膜补强、玻璃丝增强单面聚酯薄膜补强等。

绕包工艺性有很大的提高,且有较高的介电性能,可以省去外加保护层等。

目前中国薄膜补强耐火云母带技术也有较快的发展,不少生产企业已试制出各种薄膜补强耐火云母带。

三、云母工业的发展方向

随着云母资源的不断减少,今后的云母资源的开发利用很明显将转向开发碎云母制品。应加强地质勘探工作,增加科技投入,加强科学管理,提高云母资源综合利用率,提高产品质量,开发新的云母产品。

(一)提高云母纸质量,增加云母纸品种

1.提高云母纸质量

目前,中国大电机绝缘以多胶粉云母带为主,MPM1型云母纸是多胶粉云母带的主要基材。中国现在采用的多胶粉云母带绝缘普遍存在着云母含量低的问题,粉云母带的云母含量一般均在38%~42%,最高为44%,主绝缘比国外厚(约10%);而国外大多是单面补强多胶粉云母带,云母含量均在48%~51%之间。云母含量高,可以减薄电机的绝缘厚度,增强电机工作的可靠性。

因此,为发展高云母含量的F级多胶粉云母带,生产高定量云母纸,云母纸生产企业必须要提高云母纸的厚度。既要提高云母纸的电气强度,又要稳定渗透时间,应在二者之间寻找好工艺控制点:备好原料,严格控制制浆工艺,净化水质,提高纸机脱水功能,这是生产高定量云母纸的保证。

少胶云母带的特点是云母带中的胶含量少(约占6%~10%),不含挥发物,云母含量高达82%。由于采用真空浸渍工艺,生产效率高,绝缘性能高,线棒不发空,但对生产设备、材料和管理要求很高。

电力机车牵引电机由于安装尺寸受到铁路轨距和机车转向架高度的限制,因此国内外都采用F级和H级耐热云母带,以达到牵引电机体积小、重量轻、容量大、提高电机输出功率的目的。

船用电机一般工作的环境温度高、湿度大、有油渍及冲击震动,要求电机体积小、重量轻、返修率低和寿命长。中国经过十几年的发展,已形成较为完整的船用F级电机绝缘系统,大型船用推进电机功率已达到5000 kW以上,已满足各种船型的需要。

单面补强云母带是牵引电机、船用电机主要绝缘材料。MPM3型大鳞片云母纸是单面补强云母带主要基材。中国的云母带与国外相比,尚存在差距,主要表现在:掉粉、发硬、电性能降低。生产单面补强云母带要求云母纸渗透性好,介电强度高,无杂质,拉伸强度好,云母鳞片大而薄,均匀性好,无断头。因此云母纸生产企业应积极配合绝缘材料厂,提高云母带质量,以适应中国电机制造业的需要。

2.根据国内资源和市场的要求,稳步发展金云母纸及合成云母纸

换向器云母板除有弹性压缩、塑性变形等特殊要求外,还需承受短时高温焊接的考验。用金云母纸作基材生产的有机硅换向器金云母板获得普遍采用。实践证明有机硅换向器金云母板具有耐温等级高、机械强度大、能够提高工艺水平的优点。如能推广应用,势必促进金云母纸的发展。

耐火电线电缆除了要求不扩散燃烧之外,还需保证在着火时保持工作能力。随着中国核电站和变电站的快速发展及《消防法》的进一步贯彻落实,将采用耐火云母带作耐火电线电缆保护层。耐火电缆在近几年已有较大的发展,因而对基材的金云母纸、合成氟金云母纸的需求也将有较大的增加。

目前中国合成云母的成本较高,因而售价较高,影响其应用。因此选择价格较低的工业原料,改进工艺、降低电耗是其扩大应用的根本措施。

3.继续研制聚芳香酰胺纤维混抄云母纸

采用聚芳香酰胺纤维增强,可以提高云母的抗张强度,抗电晕性,改善浸渍性和提高抗切通性能。这种纤维增强的混抄云母纸不但可以在少胶带、亚胺薄膜复合带中使用,也可以在多胶带中使用,经210℃老化后的击穿电压(比)下降比传统方法制备的云母纸好得多,完全克服了掉粉问题,还可提高电容器云母纸的抗张强度,将会受到用户的欢迎。

(二)加大科技投入,提高云母粉的生产技术装备水平

国外云母粉的生产有着悠久历史,开发了先进的碾磨、分级、干燥、检测、包装等成套技术和装备,可以生产出不同用途的各种粒级的云母粉。

中国湿磨云母粉的生产,在关键设备、检测手段上与国外先进水平相比差距较大。根据高档湿磨云母粉生产中存在的问题,应着重研制适合生产高档湿磨云母的技术和装备。

(三)根据云母产品的不同用途合理开发利用资源

云母和其他矿产资源一样是不可再生的。中国伟晶岩优质白云母和金云母资源有限,而变质片麻岩白云母、绢云母资源极为丰富,合理开发利用云母资源,对21世纪中国云母工业可持续发展具有战略意义。

云母原料质量的优劣直接影响着云母产品最终质量。但是,我们往往忽略了如何针对云母产品用途来选择不同类型的云母原料。因产出地质条件各异,云母的化学成分组成和物理性能有较大的差别。按所生产云母产品的用途来选择适合的云母原料,可以得到事半功倍的效果。根据应用领域的质量要求,有针对性地选择变质片麻岩云母作原料,不但使变质片麻岩云母得到了充分利用,同时还节省出部分适用于生产珠光级湿磨云母粉和生产云母纸的原料。由于变质片麻岩云母原料成本低,供需双方均得到实惠。

中国日用家电耐热云母板,每年所需的云母纸占全国云母纸生产总量的60%。根据日用电器对云母板的物理性能要求,可否采用变质片麻岩云母替代伟晶岩型云母,需对变质片麻岩云母化学成分组成、物理性能作进一步测试分析。如此事可行,则每吨原料的成本可降低50%,这将产生巨大的经济利益;同时还可提高现有伟晶岩白云母资源对国民经济建设保障程度,有力地支持电器工业的发展,做到优矿优用,劣矿综合利用,使有限的云母资源,得到合理利用。

2000年原国家建材局科技教育委员会曾邀请俄罗斯的云母专家考察了中国河北省的变质片麻岩云母原料及部分云母加工企业,并带了河北省灵寿县的变质片麻岩云母回去做实验。据悉,中国河北省的片麻岩云母可以用来加工较高档次的云母粉。

(四)加强薄膜补强耐火云母带的研究

耐火云母带用薄膜补强,在进行燃烧试验过程中,其薄膜在低温时就已经分解挥发,不会形成结碳;在云母未膨胀之前就已分解挥发,不易对云母层造成破坏,所以能通过耐火试验。

薄膜补强耐火云母带,既提高了耐火云母带的质量,还降低了成本,提高了成缆的工艺性和电缆的可靠性。

中国在薄膜补强耐火云母带方面也做了多年开发研究,在不少企业获得成功,今后还应增加规格、品种,提高质量,更好地满足电线、电缆工艺的要求。

当前国外已将云母资源利用重点转向非电应用材料。如美国云母总消耗量近60%用于建筑材料领域。目前中国在云母资源充分利用方面,尤其是在建筑材料上的研究和应用工作开展尚少,今后应加强这方面的研究工作。

参考文献

[1]封晓花.云母类矿物将成为本世纪矿物材料新亮点.非金属矿开发与应用.2005(2)

[2]傅东.河北石家庄碎片云母矿产及其开发对策.非金属矿开发与应用.2005(4)

The Development Situation of Mica Industry in China

Dai Weisheng

(Beijing Anpu new material company,Beijing 102308)

Abstract:Mica,having many excellent properties,is an indispensable and unreplaceable important material in electrical industry.In the several dozen years the mica products,such as sheet mica,mica paper,mica powder,mica-reinforced plastics,pearlescent mica,refractory mica belt and so on,have been developed rapidly and obtained gratifying achievements.

To replenish the insufficiency of natural mica resources and to supply with super-quality mica,China has done much work in research and development of synthetic mica and its products.With the incessant decrease of natural mica resources the future development and utilization of mica resources in China will direct to production of scrap mica products.A great attention should be paid to upgrading the utilization rate of mica resources,improving the quality of products and developing new mica products in the future.

Key words:mica,scrap mica,synthetic mica,comprehensive utilization,current situation,development.

什么叫露天开采?什么样的矿床适合露天开采?和地下开采相比,露天开采...

从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。又称露天采矿。当矿体埋藏较浅或地表有露头时,应用露天开采最为优越。与地下开采相比,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全。但需要剥离岩土,排弃大量的岩石,尤其较深的露天矿,往往占用较多的农田,设备购置费用较高,故初期投资较大。此外,露天开采,受气候影响较大,对设备效率及劳动生产率都有一定影响。随着开采技术的发展,适于露天采矿的范围越来越大,可用于开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。对平缓矿床(一般矿层倾角小于12°)采用倒堆、横运或纵运采矿法。对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法。
露天开采作业主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何,是露天采矿的关键。穿孔爆破是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔,以炸药爆破,对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有冲击式钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等,多用铵油炸药、浆状抗水炸药和乳化炸药及粒状乳化炸药,采装工作是用人工或机械将矿岩装入运输设备,或直接卸到指定地点的作业。常用的设备是挖掘机(有多斗和单斗两类)、轮斗铲和前端式装载机,广泛采用的为单斗挖掘机。运输工作是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场,同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机,还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件,露天矿生产能力,开采深度,矿石和围岩的物理力学性质等,经过全面技术经济比较后,确定合理的运输方式。排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的大量表土和岩石,运送到专门设置的场地(如排土场或废石场)进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同,分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排土等。推土场应选择在尽量靠近采矿场,少占农田的位置,有条件的应放置在山谷、洼地处,注意环境保护和造田、还田。
截止1996年底,全国有云母矿产地169处,保有工业原料云母储量63147t,广泛分布于20个省(自治区),其中新疆、四川、内蒙古、西藏、青海五省(区)储量最为丰富,合计储量占全国总储量的89.70%,河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、福建、山东、河南、湖北、广东、广西、海南、云南、陕西15个省(区)合计储量占总量的10.30%(表1)。此外河北省灵寿县境内已详查碎云母矿产地1处,保有储量508万t。
如下: 工业原料云母保有储备(t)
地区 矿区数(个) A+B+C D 合计
全国 169 19664 43483 63147
其中主要省(区):
内蒙古 13 935 4939 5874
四川 25 2277 5417 7694
西藏 2 - 1612 1612
青海 1 687 367 1054
新疆 79 14775 25636 40411
资料来源:地质矿产部统计资料。
据地质矿产部《矿产资源战略分析》(1991),全国白云母矿预计资源总量达24万t以上,碎云母矿资源量约1000万t。此外,金云母矿资源也有一定潜力,绢云母矿资源潜力较大,由于地质工作程度浅,因此目前尚不好预计。
世界上计有26个国家拥有白云母矿产资源,中国居第3位,仅次于印度和原苏联。
碎云母资源量中国居第2位,仅次于美国。
中国工业原料云母保有储量按采矿回收率50%~60%计,对2020年前工业需求有
充足的保证。
碎云母现有探明储量也可满足2020年前工业需要,但优质碎白云母尚欠缺。
二、资源特点
白云母矿的质量由三大因素决定,即有效使用面积的大小;影响有效面积的外观质量,如剥分性、斑点等;晶体的电气性能,如绝缘性、电阻率、介电常量、介质损耗角等。
中国白云母矿以内蒙古天皮山1号脉最好,为中等片,并有少量大—特大号云母。工业原料云母出成率为40%~60%。少斑点,乙、丙级参半。但目前中国云母总体以丙级品为主,工业原料云母出成率仅为30%~40%。三大白云母矿区总体比较,以四川省丹巴的云母质量最好,产出较多的大号、特大号云母片。内蒙古土贵乌拉天皮山所产云母居第2位,新疆阿勒泰云母居后。
碎云母的质量由片的大小和杂质多少而定。变质型及花岗岩风化型矿床中的云母片小,杂质多,只能作低级矿物原料。伟晶岩型矿床云母质量最好。河北灵寿所产云母片径5~10mm,质量中等。
白云母、金云母单一矿床规模一般不大,工业原料云母储量从几十吨至数千吨,上万吨者罕见。内蒙古土贵乌拉白云母矿探明工业原料云母储量3.7万t,其规模为中国第一,世界之最。新疆阿勒泰成矿带累计探明工业原料云母储量6万t,为世界上著名矿带之一。
碎云母矿床以变质岩型规模大,伟晶岩型、风化型规模较小。目前,已详查的河北灵寿变质岩型碎云母矿床的规模为大型。
一般矿床含工业原料云母多在每立方米几千克至每立方米十几千克。内蒙古土贵乌拉白云母矿床规模大,矿石品位(含矿率)高达73.32kg/m3。品位较高的大型矿床有青海大柴旦多罗尔什65沟,含矿率35.95 kg/m3;西藏乃东县叶农港,含矿率 35.64 kg/m3。
碎云母矿目前只有河北灵寿山门口进行详查,主矿体矿石品位(含矿率)平均为46%~58%,矿区矿石平均含矿率50.9%。
伟晶岩型白云母矿体中,白云母通常与长石、石英共生。在阿勒泰伟晶岩带中还有水晶、绿柱石及祖母绿宝石等产出。
白云母矿山规模较小的多宜于露天开采。内蒙古土贵乌拉和四川丹巴等规模大的云母矿,需采用地下开采。中国云母矿一般开采深度为40~80m,只有上贵乌拉白云母矿采深有的超过100m。
中国白云母、金云母矿石一般易于剥分,河北灵寿碎云母矿的可选性能良好。
三、矿物性能
云母是含钾、铝、镁、锂等元素的层状含水铝硅酸盐矿物。云母矿物种类繁多,常见的有白云母(KAl 2 〔Si 3 AlO 10 〕(OH,F) 2 )、金云母(KMg 3 〔Si 3 AlO 10 〕(OH,F) 2 )、黑云母(K(Mg,Fe) 3 〔Si 3 AlO 10 〕(OH,F) 2 )和锂云母(KLiFeAl〔AiSi 3 O 10 〕(F,OH) 2 )等。白云母和金云母具有很好的电气性能,以及可剥分性、弹性和耐热性等,在工业上用途十分广泛。白云母和金云母的矿物性能详见本手册第一篇第二章。
四、矿石类型
云母矿石类型如下:
云母的矿床及矿石类型
矿床类型 产出矿石类型 代表产地 产品种类
花岗伟晶岩型白云母矿床 同化型云母 我国阿勒泰、丹巴、土贵乌拉等地 片状云母
水解型云母
气成型云母
交代集合体型云母
裂隙充填型黑、白云母
钠长石-白云母交代集合体型白云母
镁碳酸盐型金云母矿床 磷灰石-金云母型矿石 我国镇平金云母矿
透辉石-金云母型矿石 我国灵寿县
白云母钾长片麻岩型矿石 我国灵寿县 碎云母
云母片岩型矿石 苏联北哈萨克斯坦
五、主要用途
云母有许多用途,现择其主要用途,如下:
云母主要用途 :
种 类 来 源 用 途 产品加工方法
片云母 有效面积大于4cm2的片状云母 在电气、电子和光学工业中作绝缘和支撑元件 原矿粗碎后人工剥离
碎云母 云母开采和加工过程中的碎料 磨云母粉 细磨和超细磨
制云母纸(作绝缘材料)
制耐热云母板(作绝缘耐热材料,可耐温600℃) 用树脂和磷酸盐粘接
生产膨胀云母,体积可膨胀5倍以上(作轻质、隔音、隔热材料)
生产绝缘砖、瓦等建筑材料 与胶凝材料,如粘土、玻璃、米糠、木屑混合
云母粉 碎云母磨细产品 制云母玻璃(作电子工业绝缘和耐火材料) 用纯云母粉60%与无铅玻璃粉40%制成
制云母陶瓷(作电子工业绝缘和耐火材料) 用优质白云母粉(80~200目)与磷酸盐混合加压焙烧
在水泥油漆、橡胶、陶瓷中作填料,可改善材料性质 [希望对您有帮助】

白云母的开发利用

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