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碎云母(Scrap Mica)

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-09 07:39   点击:154  编辑:admin   手机版

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%,Al2O3 38.5%,SiO2 45.2%,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。

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