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云​母​片的​加​工​与​应

发布时间:2014-06-30

一、云母片的开采及选矿
云母片矿床的开采特点取决于有用矿物本身的性质。工业上使用的是未经过任何化学处理的天然云母片。云母片晶体形态越大,以及它的可用面积越大,它的价值就越高,就可以制造出更多的重要零件。所以在开采和加工云母片矿石的过程中,必须保护云母片晶体的自然尺寸。云母片矿石选矿主要是提高其选矿自动化程度,由于云母片晶体及其共生脉石的介电常数及密度几乎相同,同时在选矿过程中不允许破坏云母片晶体,因此主要选矿方法是根据矿粒形状和摩擦系数的差异进行机械分选。工业上主要是直接利用云母片自然晶体加工成所需产品。没有缺陷的云母片晶体愈大,其经济价值愈高,因此在云母片矿石选矿过程中,要尽可能地保护云母片自然晶体不受破坏。
选矿是提高云母片品位和质量、实现高档次应用从而提升利用价值的必须前提。云母片的选矿方法和具体工艺,一般根据矿石的矿物物质组成、赋存状态和嵌布特征来拟定,弄清云母片与矿石中其它矿物的物理化学性质差别,再找到一个简便经济实用的选矿方法除砂提纯。其选矿方法主要有手选、摩擦选矿、形状选矿、浮选和风选法等。
三、云母片的深加工
目前国内在云母片的深加工上尚无国家标准,现在采用的是建材行业的标准。深加工主要由选矿提纯、剥片、细磨和超细磨、表面改性等过程组成。选矿提纯是根据入选云母片原料性质和种类的不同,有不同的选矿方法。片状云母片通常采用手选、摩擦选和形状选,碎云母片采用风选、水力旋流器分选或浮选将云母片与脉石分开。目前剥片方法有手工剥片、机械剥片、物理化学剥片3种,主要用于加工各种云母片,如厚云母片、薄片云母片、电子管云母片等,大部分是手工操作。细磨和超细磨云母片粉的生产根据产地及其原矿性质不同而不同,分为于法和湿法两种流程,各种云母片粉的表面改性可分为有机表面改性和无机表面包覆(膜)改性两种工艺。湿法生产出来的云母片粉具有质地纯净、表面光滑、径厚比大、附着力强等优点。因此,湿磨云母片粉性能更好,应用面更广,经济价值更高。尤其是作为珠光云母片基料的云母片粉一般要求湿磨云母片粉。无机表面改性剂主要指用作涂料、油墨、人造革、化妆品、塑料、玩具、印刷装潢、造纸等的云母片颜料。
四、云母片的应用
工业云母片矿床分为白云母片矿床和金云母片矿床两大类,用得最多的是白云母片,其次为金云母片,目前国内对黑云母片和绢云母片的开发也在逐步的展开。4.1白云母片的传统应用白云母片在未经改性前主要应用在日用化工原料、陶瓷原料、油漆添料、塑料和橡胶添料、建筑材料、用于焊条表皮的保护层,近年在玻璃鳞片替代方面也很突出等。白云母片还能在油井中起到增加韧性的效果,在油井水泥中掺入合适细度的自云母片,可在一定程度上克服水泥石固有的脆性,增强水泥的韧性。选择0.5%的0.18mm白云母片,对油井水泥石有较明显的增韧效果,可以用作油井水泥的增韧材料。4.2改性白云母片作添加剂白云母片同其他无机非金属类矿物填料一样,具有亲水性,难以在有机相中润湿和分散,容易凝聚成团,不能与树脂形成良好的界面,导致黏接不良。但改性后的白云母片与树脂基体黏接良好,界面黏接力得到增强,将其作为增强剂添加到塑料中,可改变塑料产品的物化性质。同时利用白云母片独特的层片结构,对其细微粉进行表面改性后填充复合Abs树脂工程塑料,以获得价格低廉、性能满足广泛用途的复合物。白云母片填充Abs树脂具有以较高比例填充改性降低成本的优势,并可使Abs树脂的刚性、耐磨性、化学稳定性有不同程度的提高,利用甲基丙烯酰氧基硅烷wD.70改性的白云母片填料填充Abs的界面黏接状态效果好。因此可避免使用纯Abs树脂而导致其性能过剩,减少原料成本,提高经济效益。 4.3
微晶白云母片的应用微晶白云母片是一种近年来发现的具有微晶结构的新型白云母片矿物资源。微晶白云母片不仅具有耐热、耐酸碱、绝缘、强度高等一系列传统白云母片特有的物理化学性能,还具有天然超细、易磨、易加工、白度高、活性高等特点,是一种性能优良的矿物粉体原料。微晶白云母片粉作为绝缘灌注胶填料被广泛推广应用,比常规采用的硅微粉更加物美价廉,除绝缘灌注胶以外,还可应用于绝缘方面相关更多的领域。经加工成云母片粉还有较好的滑动性和较强的附着力。其超细云母片粉作为涂料、油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械度,增强韧性、附着力、抗老化及耐腐蚀性等。天然微晶白云母片矿质纯,易选,易加工,生产成本低廉,尤其容易加工成超细云母片粉,因此对微晶白云母片粉进行表面改性后应用于高分子材料、高聚物基复合材料和功能材料中应具有很好的市场前景。但同其他无机非金属类矿物填料一样,由于微晶白云母片具有极性亲水性质,存在与有机高聚物相容性较差的问题,容易造成两种材料的界面缺陷,影响复合材料的性能。为了使微晶白云母片能够在聚合物材料中得到广泛应用,应在其表面改性方面做一定的研究以取得一些经验。4.4金云母片材料的应用金云母片的变种有锰云母片、钛云母片、铬金云母片、氟金云母片等,特色的结构组成和层状性质使其具有独特的用途。其中氟金云母片在现代工业中的应用最为广泛,用性质不同的标准氟金云母片和改性氟金云母片分别填充环氧树脂得到复合材料,可在保持其原有的高压绝缘性、耐介质腐蚀性等良好特性的基础上,提高其力学性能。但不同性质的氟金云母片粉与环氧树脂所得复合材料的性能存在很大差异,这与填料的化学组成、微观结构等因素有关。氟金云母片玻璃陶瓷具有良好的深加工、抗冲击性能,机械强度高,同时具有无机非金属材料的物理和化学性能。特别适合航空航天、军工、石化、精密仪器、机械电子、医疗设备、低温工程等领域的应用。如用于激光陀螺仪、大型天文望远镜的镜片、真空电子、离子镀膜、离子显微镜、离子加速器、激光器等设备以氟金云母片为主晶相的玻璃陶瓷,具有良好的可切削性,在工程与医用材料方面有广阔的应用前景,但此类材料的机械强度不高,使其应用受到一定限制。近年来,日本学者采用钡云母片晶体、钙云母片晶体对氟金云母片类玻璃陶瓷进行增强,使其强度和韧性均得到明显提高,随着玻璃陶瓷中氟金云母片的增加,材料的抗弯强度、弹性模量、断裂韧性都有所提高。而硬度变化不明显,采用羟基磷灰石和云母片玻璃陶瓷复合既能利用材料的生物活性,又使材料具备了较好的力学性能,在人体较大载荷植入部位方面具有广泛的应用前景。同时利用超声波的空化作用、微射流作用,把氟金云母片剥离细化成片形微粉,这种无损伤粉碎新工艺,与现用云母片粉碎工艺相比,具有能耗低、云母片表面光洁、径厚度比较大的特点。目前,相关研究工作主要集中在金云母片材料制备及其性能优化上,对于材料加工性能方面系统的研究报道较少。因此,开展材料加工技术、工具技术,探索高效率、低成本加工工艺,具有重要的现实价值。
五、云母片应用的发展趋势
传统云母片材料由于综合利用率低,应用领域相对狭窄,在现代工业中所占份额逐渐降低。云母片材料主要集中在合成云母片、微晶云母片等新的领域。同时云母片综合利用的产品,母纸和云母片粉以及深加工产品如云母片绝缘制品、云母片纸电器等也逐渐开始畅销,目前我国开发研制也正在加快进行中。我国云母片纸出口价格同比国内价格要高出20%左右,所以我国应加大对云母片纸的生产规模,提高高档云母片纸的生产水平要提高云母片纸的质量和产量,今后的研究主要内容就是生产设备的改造,使纸浆浓度和纸的厚度能被在线测试,实现自动测试纸厚及调节纸浆浓度,使生产工艺连续化、自动化。随着大、中型高压电机向大容量、高参数的不断发展,对其云母片
绝缘水平的要求也越来越高。大、中型高压电机绝缘总的发展趋势是提高主绝缘的云母片含量、热态机械强度和耐电热老化寿命,并不断改进绝缘工艺性。采用单面薄膜或双面薄膜复合制造的粉云母片带,具有较高的电气强度、机械强度和良好的应用工艺性能,高压电机端部绝缘和匝间绝缘较为理想的云母片材料。除了高压电机绝缘用云母片带外,我国还开发了用于直流电机换向器的H级有机硅换向器金粉云母片板以及用于耐火电缆用的耐火电缆粉云母片带。当选用不同品种(如收缩薄膜)、不同耐热等级的薄膜材料与云母片纸、补强材料复合,可以得到不同功能、不同耐热等级的薄膜复合粉云母片带。在应用中不但可使绝缘工艺简化,而且还使电机绝缘的质量得到大大的提高。从发展角度看,薄膜复合粉云母片带具有广阔的发展前景。

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