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云母的工艺特性及主要用途 |
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| 1、工艺特性 (1)物理性能 云母的物理性能主要取决于云母晶体的大小，由解理和硬度决定的剥分性以及云母的颜色透明度和弹性等。 工业云母多呈叠板状或书册状晶形，晶体大小不等，厚度从几毫米到几十厘米，一般只要晶体有效面积大于或等于4cm2，就具有直接利用价值。当然晶体面积越大，价值越高。云母的剥分性能由云母的解理和硬度所决定。云母独特的晶体结构，使其具有一组极完全的底面解理，这成为工业云母技术加工剥分的重要性能。理论上白云母能剥分到10 左右，金云母可剥分到5—10 左右，因此，白云母和金云母可按工业要求，剥分任意厚度的平整薄片，以满足电器、电子工业对云母的要求。云母的硬度均较低，白云母为2—2.5，镁硅白云母为2.37，金云母为2.78—2.85。云母的硬度越大，越难剥分。白云母、镁硅白云母的剥分性能较好，金云母略差。云母的颜色特征常用来表征云母的绝缘性能，工业云母一般以浅色白云母为好，金云母次之，黑云母的绝缘性能最差。白云母的弹性系数为15346—21760bar，金云母为14500—19480bar，工业上利用云母作绝缘材料时，对其弹性有严格的要求。 (2)电气性能 云母绝缘性能的优劣，是决定其工业利用价值的最主要的因素，云母绝缘性能由云母的电气性能所决定，通过测试击穿电压和击穿强度等确定云母的电气性能。据我国各矿区云母的测试结果统计，当云母片厚为0.015mm时，平均击穿电压2.0—5.7kV，击穿强度为133—407kV/mm。 (3)耐热性 我国某些白云母加热在100～600℃时，弹性和表面性质均不变；在700～800℃后，脱 水、机械、电气性能有所改变，弹性丧失，变脆；在1050℃时，结构破坏。金云母在700℃左右时，电气性能较白云母好。 (4)机械强度和密度 项 目 白 云 母 金 云 母 机械 抗拉 166700 ～353039（1700 ～ 3600） 156906 ～ 205939(1600 ～2100) 强度 抗压 813951 ～ 1225831（8300 ～ 12500） 294199 ～ 588399(3000 ～ 6000) kPa 抗剪 210843 ～ 296063（2150 ～ 3019） 82768 ～ 135332(844 ～ 1380) 密度,g/cm 3 2.7 ～ 2.88 2.7 ～ 2.9 注：括弧内数字的单位是kg/cm 2 。 2、主要用途 在工业上用得最多的是白云母，其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料，可提高其机械强度，增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外，又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、 形态规则、附着力强等特点。 工业上主要利用它的绝缘性和耐热性，以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性，用作电气设备和电工器材的绝缘材料；其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。 云母碎和云母粉可以加工成云母纸，也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。 【综合利用工艺技术】 1、综合利用技术方法及工艺流程 云母矿石的选矿是生料云母的富集过程。生料云母是指原矿中轮廓面积大于或等于4cm2的任意厚度的云母晶体。原矿中生料云母含量的多少称为生料云母含矿率，通常用单位矿石体积内含生料云母的重量(kg/m3)来表示。经选矿所得精矿中生料云母的总重量与原矿中所含生料云母总重量之比称为回收率。 工业上主要是直接利用云母自然晶体加工成所需产品。没有缺陷的云母晶体愈大，其经济价值愈高，因此在云母矿石选矿过程中，要尽可能地保护云母自然晶体不受破坏。 目前，对于晶体轮廓面积大于4cm2的片云母的选矿，主要根据云母晶体与脉石在形状和摩擦系数方面的差异来进行，常用的方法有手选、摩擦选、形状选。对于晶体轮廓面积小于4cm2的碎云母，则主要是根据它与脉石表面物理化学性质的差异来进行分选的，采用的方法为浮选法。 (1)片云母选矿方法及其流程 a、手选 工人在采矿工作面或坑口矿石堆上，拣选已单体分离的云母；云母与脉石的连生体用手锤敲碎，再选出其中的云母。 b、摩擦选矿 根据成片状的云母晶体的滑动摩擦系数与浑圆状脉石的滚动摩擦系数的差别，而使云母晶体和脉石分离。所用设备之一为斜板分选机。该机是由一组金属斜板组成，每块斜板长1350mm、宽1000mm，其下一块斜板的倾角大于上一块斜板的倾角。每块斜板的下端都留有收集云母晶体的缝隙，其宽按斜板排列顺序依次递减。缝隙前缘装有三角堰板。在选别过程中，大块脉石滚落至石堆；云母及较小脉石块经堰板阻挡，通过缝隙落下一斜板。依次在斜板上重复上述过程，使云母与脉石逐步分离。目前，摩擦选矿工艺及设备尚不完善，因此在云母矿石选矿中，该法尚未得到广泛应用。 C、形状选矿 根据云母晶体与脉石的形状不同，在筛分中透过筛子的筛缝、筛孔的能力不同，使云母和脉石分离。选别时，采用一种两层以上不同筛面结构的筛子，一般第一层筛筛网为条形；第二层筛筛网为方形。当原矿进入筛面后，由于振动或滚动作用，片状云母及小块脉石可以从条形筛缝漏至第二层筛面；因第二层是格筛，故可筛去脉石留下片状云母。形状选矿法具有流程简单、设备少、生产率高、分选效果好等优点，因而在云母矿山中得到了广泛应用。 (2)碎云母的选矿方法及其流程 a、浮选 依据云母与脉石的表面物理化学性质的不同进行分选。矿石经破碎、磨矿使云母单体解离，在药剂作用下，云母成为泡沫产品而与脉石分离。云母浮选可以在酸性或碱性矿浆中进行，长碳链醋酸胺类的阳离子和脂肪酸类的阴离子为云母的捕收剂。云母浮选工艺流程中需经过三段粗选、三段精选，才能获得云母精矿。因此，云母矿石浮选用以回收伟晶岩和云母片岩中14目以下的云母和细粒云母。在我国，云母矿石浮选尚未得到生产应用。 B、风选 云母风选多通过专用设备来实现。其工艺过程一般为：破碎→筛分分级→风选。矿石经过破碎之后，云母基本上形成了薄片状，而脉石矿物长石、石英等呈块状颗粒。据此，采用多级别的分级把入选物料预先分成较窄的粒级，据其在气流中的悬浮速度之差异，采用专用风选设备进行分选。风选法适用于水源缺乏地区，已用于实际生产。 2、开发生产实例 (1)四川丹巴云母矿选矿厂 该厂入选原矿品位为9.1kg/m3，其中片云母占44%。选矿工艺流程如图1所示。 原矿经人工拣选出大片云母后，给入选矿厂固定棒条筛，筛缝尺寸为100mm。+100mm物料进入颚式破碎机破碎后，与棒条筛筛下产品一起进入XB—602型振动筛分选。该筛有两层筛网，上层是角钢制成的棒条筛，筛缝宽20mm;下层为20×20mm方孔筛网，经分选后得3种产物：大于20mm筛缝尺寸的物料，从中手选出云母和连生体，连生体由人工破碎后手拣出大于4cm2的云母；小于20mm筛缝、大于20mm方筛孔的物料，也从中手选出云母和连生体，连生体人工破碎后拣出大于4cm2的云母；小于20mm方筛孔的物料全部废弃，作为尾矿。 该厂生产能力为10t/h，精矿品位100%，回收率92%。 (2)灵寿云母矿选矿厂 该厂入选原矿碎片白云母占56～68%，钾长石及石英占10%左右，磁铁矿和褐铁矿微量。选矿工艺流程如图2所示。 首先对原矿进行破碎，达到单体分离。然后进行分级，分成数个较窄粒级进入风选作业。风选作业的主要设备是φ800振动式空气分选机和旋振筛。风选前矿石破碎，采用锤式破碎机解离。入选最佳粒度3—0.25mm。采用预先分级、控制分级可提高风选设备的有效处理能力，减少风选作业段数，保证精矿质量。 该厂生产能力0.8～1.0t/h，精矿平均品位99.06%，回收率82.27%。 (3)美国风化云母伟晶岩选矿厂 美国亚拉巴马、哲吉尔和北卡罗来纳州的风化云母伟晶岩，含白云母14～16%。伴生的主要脉石矿物有石英、高岭土、长石，此外还有少量黑云母、褐铁矿、电气石、十字石、石榴石、绿帘石和蓝晶石。 选矿流程包括重选和浮选两部分。重选采用汉弗莱螺旋选矿机。目的是除去粗粒尾矿。重选所得粗精矿进入浮选。浮选前采用3个调和槽。第一个调和槽加入木质素磺酸盐(或硅酸钠)分散矿泥，再加入碳酸钠调整矿浆pH 值为10 左右；第二个调和槽加入脂肪胺醋酸盐阳离子捕收剂，使之与白云母的侧面发生作用并吸附其上；第三个调和槽内加入脂肪受胺醋酸盐阳离子捕收剂，使之与白云母的层面发生吸咐作用，再加入起泡剂。经过一次粗选三次精选后得到云母精矿。云母精矿品位98%，回收率85%。 【开发利用现状及发展趋势】 1、开发利用现状、存在问题及解决对策 (1)开发利用现状： 中国云母矿已开采利用矿区曾有30余个，主要产地有：新疆阿尔泰白云母矿、四川丹巴白云母矿、内蒙古土贵乌拉白云母矿、陕西丹凤白云母矿、吉林集安金云母矿、河南镇平金云母矿及河北曲阳白云母矿等。 目前，我国单独生产碎云母的企业除河北灵寿外，大多在生产工业原料的同时生产碎云母及其制品。某些冶金企业也从选矿尾矿中回收碎细云母，供应市场。 (2)存在问题 a、综合利用率低：云母的综合利用，国外已做到工厂无废料，原料百分之百利用。我国云母综合利用率约40%，还有待于扩大其应用领域。 b、应用领域较窄：近几年来，国外云母综合利用领域不断扩大，在建材、防震、润滑、有机和无机复合材料、密封材料等领域取得了较好的应用。综合加工的产品有10类，100多品种。我国应用领域相对较窄，近年来已能生产6大类，近30个品种。 (3)解决对策 加强技术研究，提高综合利用率及不断扩大应用领域，拓宽市场。 2、发展趋势 从总的趋势看，由于人工合成云母大晶体的成功，世界上对大片云母的需求量将逐渐减少，因而天然大片云母的开采量将逐年降低。然而对碎片云母的需求则将继续增加。世界上现有优质云母还远远不能满足需要，合成云母的研制正在加快进行。 当前云母的消费结构已发生变化，据估计，全世界对片云母的需求量将以每年4.6%的速度持续下降，而对碎云母的需求量将以平均每年1.5%的速度持续增长。 云母综合利用产品----云母纸和湿磨云母粉以及云母深加工产品，都是国际市场上比较畅销的产品。 近年来，国内薄片云母需求量将逐年减少，电子管投料片云母的需要量保持平衡，电容器芯片和等外厚片云母等基本饱和。天然片状云母一般为代用材料所取代。但作为云母综合利用的产品，云母纸和云母粉以及深加工产品如云母绝缘制品、云母纸电器等开始畅销。 (1)云母纸市场 机械部门早就确定电机用云母绝缘材料主要用云母纸代替云母薄片。1987年我国新增发电设备能力920万千瓦，通常按新增10万千瓦发电能力需耗用云母纸5吨计算，约需460吨云母纸。我国今后能源工业是发展重点，“七五”期间，计划达到年产1000万千瓦的发电机组能力，每年需要云母纸不低于500吨，共需2500吨以上。另外，1987年我国的发电装机容量已达1亿千瓦，若按20—30%的更换维修考虑，维修需用的云母纸亦相当可观。此外，还有众多的工业、家用电器也需要大量的绝缘纸板等产品。国内云母纸市场大有前途。 (2)云母粉市场 全国电焊条生产每年需云母粉约1.5万吨，油毡纸用云母粉14万吨、消防器材用云母粉2000吨左右，再加上新开拓的云母粉应用领域，从发展趋势看，云母粉的需要量可能会进一步增长。 |
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