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        【原創(chuàng)】絹云母的性質(zhì)、加工及應(yīng)用


        來源:中國粉體網(wǎng)   黑金

        [導(dǎo)讀]  絹云母屬云母類礦物,是白云母的亞種,具有很廣泛的用途,用于橡膠、塑料、涂料、油漆、陶瓷、保溫、化妝品、顏料、造紙、冶金等行業(yè)。

        中國粉體網(wǎng)訊  絹云母屬云母類礦物,是白云母的亞種,其晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分與白云母的相近,不同在于絹云母顆粒細(xì)、易水化,結(jié)構(gòu)中陽離子置換少,填充于層間的K+數(shù)量少于白云母,故化學(xué)成分中鉀含量比白云母略低,但含水量較白云母高,因此有人把它稱作是一種多硅、貧鉀、富水的粘土云母。


         


        絹云母的性能


        (1)物理性能

        絹云母密度2.6~2.7g/cm3,莫氏硬度2~2.5,彈性模量1505~2134Mp,拉伸強(qiáng)度170~360Mp,剪切強(qiáng)度215~302Mp。富彈性,可彎曲,抗磨性和耐磨性好。


        (2)化學(xué)性質(zhì)

        絹云母為硅酸鹽礦物,化學(xué)性能穩(wěn)定,酸、堿難于其作用,因此能耐酸堿,防腐蝕。


        (3)光學(xué)性質(zhì)

        絹云母屬于單斜晶體,徑厚比>80,因高橫縱比的片理特性、良好的自然分散性和上下重疊的取向性而對可見光具有較強(qiáng)的遮擋與散射作用。


        (4)電學(xué)性能

        由于絹云母礦物具有特殊的層狀晶體結(jié)構(gòu),晶格十分穩(wěn)定,礦物的體積電阻和表面電阻均高,有較低的電介質(zhì)損耗,能抗電弧、耐電暈、絕緣強(qiáng)度高。


        (5)耐熱性

        絹云母在550℃高溫下不改變性能,而且熱膨脹系數(shù)小,耐熱性能好,其熔點(diǎn)高達(dá)1260℃以上。


        (6)粉體加工性能

        由于絹云母具有顯微結(jié)晶結(jié)構(gòu),一般結(jié)晶粒度在1一10μm之間,相對容易解理,加工成超細(xì)粉體材料,加工成本較低。由于其粉體大多為片狀,板片狀、鱗片狀粉末,有一定的徑厚比,絹云母的韌性和彈性好,滑動(dòng)能力大,抗拉、抗壓強(qiáng)度高,可作為很好的彈性填料。


        絹云母的加工技術(shù)


        絹云母的加工分干濕法加工技術(shù)。


        干法加工技術(shù)是以加工高品位的絹云母原礦為主,原礦經(jīng)過手選后直接直接進(jìn)行破碎、研磨、分級等工序后制得產(chǎn)品。由于干法加工工藝過程無法剔除伴生的石英、長石等礦物雜質(zhì),導(dǎo)致產(chǎn)品純度和質(zhì)量隨原礦品位波動(dòng)大。干法研磨過程對絹云母的片狀結(jié)構(gòu)也具有破壞作用,影響產(chǎn)品的品質(zhì)及應(yīng)用。干磨絹云母粉產(chǎn)品主要用于陶瓷、電焊條、高爐炮泥、防水卷材等領(lǐng)域。


        濕法加工技術(shù)是原礦在水介質(zhì)的條件下,通過輪碾機(jī)或搗漿機(jī)等作用,分離絹云母與石英,然后利用砂磨機(jī)、攪拌磨、振動(dòng)磨、高壓均漿機(jī)等超細(xì)粉碎設(shè)備使顆粒細(xì)小化,再利用水力旋流除砂富集絹云母制得產(chǎn)品。濕法加工過程較復(fù)雜,但產(chǎn)品質(zhì)地純凈、質(zhì)量穩(wěn)定,同時(shí)片狀結(jié)構(gòu)也比較完整、表面光滑、產(chǎn)品徑厚比大。高檔絹云母粉產(chǎn)品多采用濕法加工技術(shù)。濕法絹云母粉性能更好,應(yīng)用面更廣,主要用于塑料、橡膠及化妝品等領(lǐng)域。


        (1)絹云母礦石選礦

        絹云母礦石選礦的目的是除掉脈石礦物,富集絹云母。由于礦石中絹云母粒度微細(xì),有些類型的礦石組成復(fù)雜,因此主要采用以重選和浮選為中心的綜合方法進(jìn)行富集提純。重選方法選別絹云母以絹云母與脈石礦物在賦存粒度和可加工性等方面的差別為依據(jù);浮選方法以絹云母與脈石礦物在成分、晶體結(jié)構(gòu)和表面性能方面的差別為依據(jù)。


        (2)超細(xì)粉碎及精細(xì)分級

        絹云母粉在不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ淞6纫蟛灰粯樱绾笚l、橡膠產(chǎn)品中用的絹云母粉要求粒度<5μm的占72.5%;造紙用的絹云母粉粒度為0.2~1μm等,因而應(yīng)根據(jù)需要對絹云母進(jìn)行超細(xì)粉碎和精細(xì)分級,制得不同級別的產(chǎn)品。

        超細(xì)粉碎可分為干法和濕法兩類粉碎方式,其中,干式超細(xì)粉碎的主要設(shè)備有高速機(jī)械沖擊磨、氣流磨、旋風(fēng)或氣旋流自磨機(jī)等以及相應(yīng)的干法氣流分級機(jī);濕磨絹云母粉的生產(chǎn)設(shè)備以砂磨機(jī)、研磨剝片機(jī)、膠體磨等為主,而濕式精細(xì)分級多用水力旋流分級技術(shù)。


        (3)除鐵增白

        白度是影響絹云母產(chǎn)品的檔次和應(yīng)用范圍的重要因素之一。影響絹云母白度的主要原因是原礦或尾礦中含有少量的含鐵的礦物或氧化物。漂白的主要目的就是除鐵,目前,除鐵主要有高梯度磁選法和化學(xué)法。高梯度磁選法對產(chǎn)品和環(huán)境無污染,但是設(shè)備投資大,運(yùn)行成本高。工業(yè)生產(chǎn)中,以化學(xué)漂白法為主。


        (4)改性

        絹云母同其他無機(jī)非金屬類礦物填料一樣,具有親水疏油、難以在有機(jī)相中潤濕和分散、容易凝聚成團(tuán)的缺點(diǎn),不能與樹脂形成良好的界面,顆粒與塑料、橡膠等基體界面的結(jié)合力與相容性較差,難以均勻分散在有機(jī)基體中。直接或過多地填充往往容易導(dǎo)致材料的力學(xué)性能下降以及易脆化等缺點(diǎn),因而有必要對絹云母進(jìn)行改性,以提高絹云母粉體在有機(jī)基體中的分散性,改善或提高絹云母粉體的應(yīng)用性能和價(jià)值。


        對絹云母的改性主要分為兩種:表面改性和插層改性。相對于表面改性而言,插層改性能將絹云母剝離成片層狀,從而使絹云母更好地與有機(jī)基體相結(jié)合,充分發(fā)揮絹云母結(jié)構(gòu)單元片層的優(yōu)良性能,有著廣闊的發(fā)展前景。


        絹云母的應(yīng)用


        (1)涂料領(lǐng)域

        由于絹云母粉呈細(xì)鱗片狀、晶面光潔、徑厚比大、白度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、質(zhì)輕、光滑、絕緣、抗輻射性,故其是各種高檔油漆、防銹、防火、防腐涂料的良好顏填料。由于絹云母的層狀結(jié)構(gòu),致使染料粒子進(jìn)人絹云母的晶格層間后,可保持漆膜長久不褪色。


        (2)橡膠領(lǐng)域

        在橡膠工業(yè)中,絹云母是一種良好的填充劑或增量劑,可降低材料的含膠率,進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。絹云母其獨(dú)特的薄片結(jié)構(gòu),能有效提高橡膠的阻尼性能。其良好的抗壓、抗拉、耐光、耐燃、耐候、耐熱、耐酸性能、電絕緣的理化性能性能,可以提高添加絹云母的橡膠制品的機(jī)械性能、耐熱、抗老化等功能,并可應(yīng)用于特種橡膠制品開發(fā)。


        (3)塑料行業(yè)

        絹云母其獨(dú)特細(xì)鱗片結(jié)構(gòu)和絲絹光澤性能,當(dāng)其作為增強(qiáng)填料應(yīng)用于塑料行業(yè)時(shí),可以明顯改善塑料制品的光學(xué)特性,提高塑料制品的氣密性、剛性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性,這也正是其與其它無機(jī)填料的不同之處。


        (4)化妝品領(lǐng)域

        絹云母粉具有細(xì)膩滑感強(qiáng)、化學(xué)性能穩(wěn)定、附著力強(qiáng)、分散性好、與水和甘油等均勻混合、具絲絹光澤、抗紫外線等優(yōu)良特性,是美容化妝品行業(yè)中各類化妝品的優(yōu)質(zhì)原料。因其質(zhì)地細(xì)膩,富有彈性,光澤度合適,白度高,且重金屬元素鉛、汞等極少或基本沒有,能滿足某些高檔美容化妝品的特殊要求。


        (5)陶瓷領(lǐng)域

        絹云母含有一定K2O,具有一定的可塑性和干燥抗折強(qiáng)度,干燥和燒成收縮小,燒結(jié)溫度低,有較寬的燒結(jié)溫度范圍,可一次燒成。因此,絹云母可用在釉面磚、低溫窯具等陶瓷產(chǎn)品中。


        (6)其他領(lǐng)域

        在造紙工業(yè)中,添加絹云母粉可以增加紙張顏色亮白度,提高紙張的反射紫外線能力和耐腐蝕度,長久存放的紙張不易泛黃等。在電焊條生產(chǎn)中,絹云母粉作電焊條的藥皮,可防止藥皮的開裂,起到止焊劑的作用,還可賦予焊條涂料良好的滑性、粘性,有助于提高焊條的工藝性能、涂壓性能和改進(jìn)焊條的外觀質(zhì)量,可以取代鈦白粉,降低焊條的配方成本。伊利石絹云母是富鋁富鉀粘土,可用于化工及化肥工業(yè)。


        參考資料:

        林利.絹云母的表面改性及其評價(jià)

        丁浩等.絹云母選礦研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

        唐蕓.絹云母表面改性及機(jī)理研究


        (中國粉體網(wǎng)編輯整理/三昧)


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        作者:黑金

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