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绢云母的性质、加工及应用


来源:中国粉体网   三昧

[导读]  绢云母属云母类矿物,是白云母的亚种,具有很广泛的用途,用于橡胶、塑料、涂料、油漆、陶瓷、保温、化妆品、颜料、造纸、冶金等行业。

中国粉体网讯  绢云母属云母类矿物,是白云母的亚种,其晶体结构和化学成分与白云母的相近,不同在于绢云母颗粒细、易水化,结构中阳离子置换少,填充于层间的K+数量少于白云母,故化学成分中钾含量比白云母略低,但含水量较白云母高,因此有人把它称作是一种多硅、贫钾、富水的粘土云母。


 


绢云母的性能


(1)物理性能

绢云母密度2.6~2.7g/cm3,莫氏硬度2~2.5,弹性模量1505~2134Mp,拉伸强度170~360Mp,剪切强度215~302Mp。富弹性,可弯曲,抗磨性和耐磨性好。


(2)化学性质

绢云母为硅酸盐矿物,化学性能稳定,酸、碱难于其作用,因此能耐酸碱,防腐蚀。


(3)光学性质

绢云母属于单斜晶体,径厚比>80,因高横纵比的片理特性、良好的自然分散性和上下重叠的取向性而对可见光具有较强的遮挡与散射作用。


(4)电学性能

由于绢云母矿物具有特殊的层状晶体结构,晶格十分稳定,矿物的体积电阻和表面电阻均高,有较低的电介质损耗,能抗电弧、耐电晕、绝缘强度高。


(5)耐热性

绢云母在550℃高温下不改变性能,而且热膨胀系数小,耐热性能好,其熔点高达1260℃以上。


(6)粉体加工性能

由于绢云母具有显微结晶结构,一般结晶粒度在1一10μm之间,相对容易解理,加工成超细粉体材料,加工成本较低。由于其粉体大多为片状,板片状、鳞片状粉末,有一定的径厚比,绢云母的韧性和弹性好,滑动能力大,抗拉、抗压强度高,可作为很好的弹性填料。


绢云母的加工技术


绢云母的加工分干湿法加工技术。


干法加工技术是以加工高品位的绢云母原矿为主,原矿经过手选后直接直接进行破碎、研磨、分级等工序后制得产品。由于干法加工工艺过程无法剔除伴生的石英、长石等矿物杂质,导致产品纯度和质量随原矿品位波动大。干法研磨过程对绢云母的片状结构也具有破坏作用,影响产品的品质及应用。干磨绢云母粉产品主要用于陶瓷、电焊条、高炉炮泥、防水卷材等领域。


湿法加工技术是原矿在水介质的条件下,通过轮碾机或捣浆机等作用,分离绢云母与石英,然后利用砂磨机、搅拌磨、振动磨、高压均浆机等超细粉碎设备使颗粒细小化,再利用水力旋流除砂富集绢云母制得产品。湿法加工过程较复杂,但产品质地纯净、质量稳定,同时片状结构也比较完整、表面光滑、产品径厚比大。高档绢云母粉产品多采用湿法加工技术。湿法绢云母粉性能更好,应用面更广,主要用于塑料、橡胶及化妆品等领域。


(1)绢云母矿石选矿

绢云母矿石选矿的目的是除掉脉石矿物,富集绢云母。由于矿石中绢云母粒度微细,有些类型的矿石组成复杂,因此主要采用以重选和浮选为中心的综合方法进行富集提纯。重选方法选别绢云母以绢云母与脉石矿物在赋存粒度和可加工性等方面的差别为依据;浮选方法以绢云母与脉石矿物在成分、晶体结构和表面性能方面的差别为依据。


(2)超细粉碎及精细分级

绢云母粉在不同的应用领域对其粒度要求不一样,例如焊条、橡胶产品中用的绢云母粉要求粒度<5μm的占72.5%;造纸用的绢云母粉粒度为0.2~1μm等,因而应根据需要对绢云母进行超细粉碎和精细分级,制得不同级别的产品。

超细粉碎可分为干法和湿法两类粉碎方式,其中,干式超细粉碎的主要设备有高速机械冲击磨、气流磨、旋风或气旋流自磨机等以及相应的干法气流分级机;湿磨绢云母粉的生产设备以砂磨机、研磨剥片机、胶体磨等为主,而湿式精细分级多用水力旋流分级技术。


(3)除铁增白

白度是影响绢云母产品的档次和应用范围的重要因素之一。影响绢云母白度的主要原因是原矿或尾矿中含有少量的含铁的矿物或氧化物。漂白的主要目的就是除铁,目前,除铁主要有高梯度磁选法和化学法。高梯度磁选法对产品和环境无污染,但是设备投资大,运行成本高。工业生产中,以化学漂白法为主。


(4)改性

绢云母同其他无机非金属类矿物填料一样,具有亲水疏油、难以在有机相中润湿和分散、容易凝聚成团的缺点,不能与树脂形成良好的界面,颗粒与塑料、橡胶等基体界面的结合力与相容性较差,难以均匀分散在有机基体中。直接或过多地填充往往容易导致材料的力学性能下降以及易脆化等缺点,因而有必要对绢云母进行改性,以提高绢云母粉体在有机基体中的分散性,改善或提高绢云母粉体的应用性能和价值。


对绢云母的改性主要分为两种:表面改性和插层改性。相对于表面改性而言,插层改性能将绢云母剥离成片层状,从而使绢云母更好地与有机基体相结合,充分发挥绢云母结构单元片层的优良性能,有着广阔的发展前景。


绢云母的应用


(1)涂料领域

由于绢云母粉呈细鳞片状、晶面光洁、径厚比大、白度高、化学性能稳定、质轻、光滑、绝缘、抗辐射性,故其是各种高档油漆、防锈、防火、防腐涂料的良好颜填料。由于绢云母的层状结构,致使染料粒子进人绢云母的晶格层间后,可保持漆膜长久不褪色。


(2)橡胶领域

在橡胶工业中,绢云母是一种良好的填充剂或增量剂,可降低材料的含胶率,进而降低生产成本。绢云母其独特的薄片结构,能有效提高橡胶的阻尼性能。其良好的抗压、抗拉、耐光、耐燃、耐候、耐热、耐酸性能、电绝缘的理化性能性能,可以提高添加绢云母的橡胶制品的机械性能、耐热、抗老化等功能,并可应用于特种橡胶制品开发。


(3)塑料行业

绢云母其独特细鳞片结构和丝绢光泽性能,当其作为增强填料应用于塑料行业时,可以明显改善塑料制品的光学特性,提高塑料制品的气密性、刚性、耐热性和尺寸稳定性,这也正是其与其它无机填料的不同之处。


(4)化妆品领域

绢云母粉具有细腻滑感强、化学性能稳定、附着力强、分散性好、与水和甘油等均匀混合、具丝绢光泽、抗紫外线等优良特性,是美容化妆品行业中各类化妆品的优质原料。因其质地细腻,富有弹性,光泽度合适,白度高,且重金属元素铅、汞等极少或基本没有,能满足某些高档美容化妆品的特殊要求。


(5)陶瓷领域

绢云母含有一定K2O,具有一定的可塑性和干燥抗折强度,干燥和烧成收缩小,烧结温度低,有较宽的烧结温度范围,可一次烧成。因此,绢云母可用在釉面砖、低温窑具等陶瓷产品中。


(6)其他领域

在造纸工业中,添加绢云母粉可以增加纸张颜色亮白度,提高纸张的反射紫外线能力和耐腐蚀度,长久存放的纸张不易泛黄等。在电焊条生产中,绢云母粉作电焊条的药皮,可防止药皮的开裂,起到止焊剂的作用,还可赋予焊条涂料良好的滑性、粘性,有助于提高焊条的工艺性能、涂压性能和改进焊条的外观质量,可以取代钛白粉,降低焊条的配方成本。伊利石绢云母是富铝富钾粘土,可用于化工及化肥工业。


参考资料:

林利.绢云母的表面改性及其评价

丁浩等.绢云母选矿研究的现状与发展趋势

唐芸.绢云母表面改性及机理研究


(中国粉体网编辑整理/三昧)


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