《絹云母》

絹云母的晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成

絹云母的晶體結(jié)構(gòu)

絹云母為層狀含鉀的鋁硅酸鹽，它是由兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體構(gòu)成的復(fù)式層。由于部分硅被鋁替代，正電價(jià)不足而帶負(fù)電，需由正離子補(bǔ)充。因此，硅氧四面體和鋁氧八面體一樣，雖本身結(jié)合堅(jiān)固，但兩個(gè)復(fù)式硅氧層之間的結(jié)合非常微弱。故絹云母很易沿著正離子所處的平面(001)裂開，而剝成薄片。

當(dāng)有鐵離子進(jìn)入晶格替代鋁時(shí)，礦物的顏色就會(huì)帶綠或黃。

絹云母在白云母礦物系列中的位置為：中粗鱗片狀白云母一細(xì)鱗片絹云母一水云母一混合層云母·蒙脫石一蒙脫石。

該系列的主要演變特征是：

(l)礦物生長(zhǎng)溫度由白云母至蒙脫石是逐漸降低的；

(2)膨脹間層（Interlayer）從白云母的0至絹云母的5%左右，水云母5%一20%，逐漸增大，至蒙脫石達(dá)到100%；

(3)膨脹間層的△d值由白云母的0，絹云母的0-0.15?，水云母的0.15一1.00?至蒙脫石逐漸增加。

絹云母的化學(xué)組成特征

絹云母的主要化學(xué)組分（見附表）為：SiO₂、Al₂O₃、K₂O、H₂O^±。而Fe₂O₃、MgO（除因礦物純度不夠或加工時(shí)混入外），則為進(jìn)入晶格替代部分的鋁所致，如蘇聯(lián)絹云母。湖北絹云母硅低，鋁高，可能由于鋁進(jìn)入晶格替代了部分的硅所致。從附表中可以看出，在不同國(guó)家和地區(qū)絹云母化學(xué)組成的變化，表明了它們生成的地域、時(shí)代、成因和物理化學(xué)環(huán)境的異同性。如瑞安的與美國(guó)的就比較接近。

在白云母礦物系列中，K₂O是基本上從白云母開始沿系列逐步降低。而H₂O^±則從白云母開始沿系列漸次增高。當(dāng)然有時(shí)白云母在生成后由于水化而使趨勢(shì)模糊。

絹云母中的微量元素

絹云母中的微量元素種類、含量，因地、因生成時(shí)代等物理化學(xué)條件而異。瑞安的絹云母中主要微量元素含量(PPm)為：Ag1.2；As0.7；Hg0.00；Pb61.0；Zn9.1；Cd0.13。微量元素的種類及含量與利用的關(guān)系密切，特別是在化妝品、食品容器等方面的應(yīng)用，對(duì)As、Hg、pb、Zn、Cd等含量嚴(yán)禁超標(biāo)，否則，需經(jīng)處理，達(dá)標(biāo)后才能應(yīng)用。瑞安絹云母的微量元素的種類和含量可允許用于食品容器內(nèi)壁涂料及油漆中。

絹云母的物理化學(xué)特征

1.絹云母的外表特征

絹云母的礦物集合體有玫瑰色、肉紅色、灰綠色、淺灰紫色、灰一深灰色等。但粉末均為白色，佳者白度可達(dá)90(哈特)。而當(dāng)鐵進(jìn)入晶格后，則使粉末白中帶灰，白度隨之降低。

絹云母呈細(xì)鱗片狀(一般<0.01mm)，并具明顯的滑感。

2.絹云母的比重、容積比與硬度

絹云母的比重在2. 6-3. 1之間。常見為2. 6-2. 8，但有時(shí)也小于2. 56，這取決于鐵離子進(jìn)入晶格的數(shù)量與H₂O^±的含量高低。比重大小與利用有一定關(guān)系。一般以比重小者為佳。

絹云母的容積比在3. 4-5. 5ml/g間，一般常>4ml/g。容積比的大小取決于比重，它們之間呈逆相關(guān)關(guān)系。容積比與利用有關(guān)。特別在化妝品中應(yīng)用，要求具有較大的容積比。

絹云母的莫氏硬度為2-3，常見2-2. 25。按擺動(dòng)儀測(cè)定為113-174s。原蘇聯(lián)測(cè)定為103-158s

3.絹云母的光學(xué)性質(zhì)

絹云母具強(qiáng)烈的絲絹光澤。透明至半透明。有適度的光透射率和遮蓋率，有反射紫外線的能力。上述性質(zhì)決定了絹云母應(yīng)用的獨(dú)特性。

根據(jù)絹云母的光學(xué)性質(zhì)、重折射率等，在紅外光譜、X衍射圖上可將其與白云母系列中的其他礦物區(qū)分。

4.絹云母的力學(xué)性質(zhì)

絹云母沿(001)的解理極完全，可剝離成極薄的細(xì)鱗片，它耐撓曲并富有彈性。

絹云母的抗張、抗壓、抗剪強(qiáng)度較大，抗磨強(qiáng)度優(yōu)于銅。附著力強(qiáng)，在水、油類等溶劑中，分散性較好。

5.絹云母的熱學(xué)性質(zhì)

當(dāng)溫度達(dá)500-600℃時(shí)，絹云母仍能維持其機(jī)械強(qiáng)度，膨脹小，但開始“脫水”，加熱至960℃時(shí)，才開始相變。耐火度為1630℃。

絹云母是熱的不良導(dǎo)體，有較好的隔熱性能。在100-600℃間，其導(dǎo)熱系數(shù)平均值：0.67w/m·K，比熱為0.87J/kg·K。

6.絹云母的電學(xué)性質(zhì)

由于具有層狀晶體結(jié)構(gòu)，絹云母對(duì)垂直解理面的電力場(chǎng)有著極高的絕緣性。絹云母的體積電阻率為10¹⁴-10¹⁵Ωcm，表面電阻率10¹¹-10¹²Ω。在200℃時(shí)，絹云母的電阻率沒有什么變化，只有當(dāng)溫度升高至300℃時(shí)，電阻率才降低。

絹云母的介電常數(shù)為6-9MHz。在測(cè)定厚度為0. 025mm時(shí)，介電強(qiáng)度為110-130kV/mm，高于陶瓷的34-38kV/mm，更高于厚10cm的硬橡膠27-35kV/mm和厚lmm的酚醛樹脂20-25kV/mm。

當(dāng)絹云母的厚度為0. 015mm時(shí)，擊穿電壓為2. 5-5. 7kV。

7.絹云母的化學(xué)穩(wěn)定性

絹云母在冷鹽酸中幾乎不發(fā)生作用，當(dāng)溫度升至300℃時(shí)，才發(fā)生變化。在10%的H₂SO₄中，耐酸度為97. 87。在30%的H₂SO₄中，只有于沸騰狀態(tài)下，才失去約30%的重量。在30%的NaOH溶液中，耐堿度為80. 67。這表明絹云母具有良好的耐酸堿的化學(xué)穩(wěn)定性。它在水和空氣中不會(huì)發(fā)生變化。

8.絹云母的pH值在6-8之間

絹云母的其他性質(zhì)

1.絹云母的抗反射性能強(qiáng)

當(dāng)受到5X10¹⁴熱中子/cm²照射時(shí)，最高溫度達(dá)500℃時(shí)，絹云母尚可使用。

2.絹云母的藥學(xué)性質(zhì)

根據(jù)1977年版《中華人民共和國(guó)藥典》，云母石〔性味〕甘、平。〔功能與主治〕下氣、補(bǔ)中、斂瘡、止血。用于氣損氣弱、眩暈；外治癰疽瘡毒，金瘡出血。而絹云母的性質(zhì)是云母石中的佼佼者。

3.絹云母的吸水性與吸濕性

吸水與吸濕均很小。一般吸濕從0%一0. 37%，常見0. 18%，吸水一般為0%一0. 18%。

4.絹云母的隔氣、隔水性

當(dāng)絹云母附著于物體表面時(shí)，能起到較好的隔氣、隔水作用。

中國(guó)的絹云母礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量大、分布也廣，但值得開發(fā)利用的較少。根據(jù)絹云母的礦床成因，一般將絹云母礦床分為片巖型絹云母礦床（安徽滁州絹云母礦）、斑巖蝕變型絹云母礦床（江西景德鎮(zhèn)柳家灣瓷石礦）、火山巖蝕變型絹云母礦床（浙南、福建南安等地石英絹云母巖）、次生石英巖型伊利石絹云母礦床（浙東火山碎屑蝕變型伊利石絹云母礦）、粘土巖型絹云母伊利石礦床（北京懷柔、川南等地伊利石粘土礦），其中主要以片巖型絹云母礦開發(fā)利用價(jià)值最大，因?yàn)樵擃惤佋颇傅V的云母特征最為明顯。

絹云母屬白云母的亞種，是層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，結(jié)構(gòu)由兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體構(gòu)成的復(fù)式硅氧層。解理完全，可劈成極薄片狀，片厚可達(dá)1μ以下（理論上可削成0.001μ），徑厚比大；與白云母相比：具有天然粒徑小，易加工超細(xì)的特點(diǎn)。絹云母晶體化學(xué)式為：K_0.5-1 (Al，F(xiàn)e,Mg)₂(SiAl)₄O₁₀ (OH) ₂·nH₂O ，一般化學(xué)成分：SiO₂ 43.13~49.04%，Al₂O₃ 27.93~37.44%，K₂O Na₂O9~11%，H₂O 4.13~6.12%。

絹云母這個(gè)術(shù)語(yǔ)是K.ЛcHT于1852年為了表示德國(guó)塔烏努斯（TayHyc）板巖中的細(xì)鱗片狀淺色云母而首次使用的。按照化學(xué)成分，這個(gè)礦物接近于白云母。由于這一點(diǎn)，“絹云母”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，長(zhǎng)期以來被定義為細(xì)鱗片狀白云母。最初“絹云母”這個(gè)術(shù)語(yǔ)只用于淺色鉀質(zhì)云母。后來發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)絹云母以水的過量和鉀，的不足、光軸角較小，在個(gè)另贍況下重折率較低而區(qū)別于白云母。于是逐漸開始形成絹云母是水化白云母的觀點(diǎn)，因此需要查明它們與水云母的關(guān)系、雖然很多作者傾向于把絹云母和水云母視為同一礦物，但是通常并沒有把“絹云母”和“水云母”作為對(duì)義詞來使里。渾如不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)特征，只有那些非水化的和弱水化的高重折率的云母才歸屬于“娟云母，而它們的強(qiáng)水化的低重折率的變種則歸屬于水云母。

絹云母隸屬于單斜晶體，其晶體為鱗片狀，具有絲絹光澤（白云母呈玻璃光澤），純塊呈灰色、紫玫瑰色、白色等，徑厚比>80，比重2.6~2.7，摩爾硬度為2~3，富彈性，可彎曲，抗磨性和耐磨性好；耐熱絕緣，難溶于酸堿溶液，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。測(cè)試數(shù)據(jù)：彈性模量為1505~2134MPa，耐熱度500~600℃，導(dǎo)熱率0.419~0.670W·(m·K)^-1，電絕緣性200kv/mm，抗放射性5×10¹⁴熱中子/cm²對(duì)照度。

另外絹云母的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與高嶺土相近，又具有粘土礦物的某些特性，即在水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中分散懸浮性好，色白粒細(xì)，有粘性等。因此，絹云母兼具云母類礦物和粘土類礦物的多種特點(diǎn)。

根據(jù)絹云母特性，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

絹云母的晶體結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特性及其他性質(zhì)，決定了它具有廣泛的用途，并能極大地改善產(chǎn)品的性能。 1.絹云母在涂料、油漆中的應(yīng)用。主要依據(jù)其絲絹光澤、白度高、分散性好、相對(duì)密度小、附著力強(qiáng)、反射紫外線、隔水、隔氣等性質(zhì)。

絹云母在涂料、油漆中應(yīng)用后，性能改善主要是：光亮艷麗，日曬不易褪色，不易脫落，防銹性能提高，防腐蝕性增強(qiáng)。在涂料和油漆中均勻分散不易沉淀。

某廠在應(yīng)用絹云母替代原配方中部分欽白粉后，油漆標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)標(biāo)而達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可出口創(chuàng)匯，而成本反而下降，一舉數(shù)得。

2.絹云母在日用化工中的應(yīng)用。主要依據(jù)其光澤、白度、片性、容積比、反射紫外線、適度的透射率和遮蓋率、分散性好、藥理性質(zhì)。真正能起到防曬作用的化妝品，一定要有絹云母?；瘖y品加入絹云母后，容易徐抹均勻，有益于防治粉刺、癤、增強(qiáng)皮膚光澤，產(chǎn)生多層效果，加入牙膏中，可以增強(qiáng)止血、消腫等功能。

3.絹云母在塑料中的應(yīng)用。主要依據(jù)其絲絹光澤、白度、容積比大、分散性好、耐腐蝕、電學(xué)性能等。故在國(guó)外應(yīng)用非常普遍，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯一丙烯睛共聚物、尼龍66、尼龍11，聚對(duì)苯二甲酸二丁脂、ABS等。我們?cè)谀硰S阻燃工程塑料中’應(yīng)用后，效果非常顯著。原來該廠用阻燃劑RBT，產(chǎn)品收縮率大，機(jī)械強(qiáng)度達(dá)不到要求。在用絹云母部分替代后，收縮率、機(jī)械強(qiáng)度均達(dá)標(biāo)，且色澤改觀，成本大幅度降低。

4.絹云母應(yīng)用于造紙，特別是白銅版紙。主要依據(jù)其光澤、片性、白度、附著力強(qiáng)、分散性好、反射紫外線的能力等。國(guó)外的白銅版紙質(zhì)優(yōu)、光滑，其重要因素之一是用絹云母作為涂布材料。由于能反射紫外線，使紙色白經(jīng)久且不易泛黃。

5.絹云母應(yīng)用于膠粘劑、橡膠等。主要依據(jù)其光澤、片性、附著力強(qiáng)、分散性好、容積比大、滑膩、電性、抗反射性、藥理性等。添加后使產(chǎn)品性能極大地改善。

根據(jù)絹云母類型、品級(jí)、規(guī)格分別應(yīng)用

前面列舉的應(yīng)用，主要指純絹云母，其中絹云母礦物的含量應(yīng)達(dá)到)9000。而含量達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)通過選礦以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能符合應(yīng)用。如果含量過低，加工及選礦成本過高，不宜于選純時(shí)，則可另?yè)裼猛尽?

當(dāng)絹云母的純度雖然達(dá)到要求，但由于其顆粒細(xì)微，不具絲絹光澤，白度又低時(shí)，則需要進(jìn)行改性，或用于對(duì)光澤和白度要求不高的領(lǐng)域。

對(duì)于絹云母礦物含量)30%的礦石，選純難度較大，成本高，其伴生礦物又復(fù)雜，如有石英、鉀長(zhǎng)石、高嶺石、多水高嶺石(埃洛石)、蒙脫石等，稱為絹長(zhǎng)巖(或絹英巖)。可以應(yīng)用于陶瓷、煉鐵高爐無水炮泥中。當(dāng)然絹云母含量增高時(shí)，對(duì)陶瓷性能有明顯改善。古時(shí)的絹云母瓷，質(zhì)地細(xì)膩，光彩如玉。當(dāng)今反而有失傳之勢(shì)。因此，今后在陶瓷中加入絹云母是提高我國(guó)陶瓷制品質(zhì)量，在國(guó)際市場(chǎng)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法之一。

絹云母開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

某礦山開采一熱液裂隙充填的純絹云母礦脈，脈寬僅0.2-2m，碉采，機(jī)械打眼。噸礦銷售成本（包括稅收）150元，售價(jià)300元/t，利潤(rùn)為150元/t。效益顯著。 如果將絹云母礦加工，其效益更可觀。某加工廠生產(chǎn)325目?jī)?yōu)質(zhì)絹云母粉，銷售成本為900元/t，售價(jià)為1800元，利潤(rùn)為900元/t。

絹云母≥30%的絹長(zhǎng)巖，伴生礦物如前所述，應(yīng)有鉀長(zhǎng)石、高嶺石、石英、蒙脫石。礦粉應(yīng)有一定的滑感和粘性。對(duì)SiO₂， Al₂O₃ ，K₂O有一定要求，對(duì)有害雜質(zhì)Fe₂O₃ <1%。

以200目礦物為例，某廠成本為150元/t，售價(jià)為230元/t，利潤(rùn)為80元/t。利潤(rùn)率為34. 78%。在陶瓷中的應(yīng)用還要求有一定的白度，高者更佳。

再如，某油漆廠在一個(gè)油漆產(chǎn)品中應(yīng)用325目絹云母粉代替部分欽白粉，噸產(chǎn)品成本下降1000，產(chǎn)品質(zhì)量由國(guó)標(biāo)提高到達(dá)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可以出口創(chuàng)匯，每噸價(jià)格提高18%。僅此一項(xiàng)，一年增加利潤(rùn)120萬元。

含絹云母較低的絹長(zhǎng)巖粉應(yīng)用的社會(huì)效益也很顯著。某廠的工藝原用進(jìn)口的200目粉，后改用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。每年降低成本16萬元，至今已達(dá)百余萬元。而且尚可節(jié)匯。

總之，不同類型的絹云母開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是極為顯著的。

一、絹云母在橡膠工業(yè)中的使用機(jī)理

1、由于"容積擴(kuò)大效應(yīng)"，高縱橫比的二維片狀構(gòu)造，在制品中高度定向性列序，體現(xiàn)出特異的平面取向形勢(shì)添補(bǔ)了分子間的作用力，從而體現(xiàn)出優(yōu)良的補(bǔ)強(qiáng)成效。

2、粒度超細(xì)，晶格危害，一起經(jīng)外表活性料理，使其擁有極強(qiáng)的外表能，絹云母粒子在橡膠系統(tǒng)中勻稱散發(fā)、充沛包覆，構(gòu)成集體網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而抬高制品的機(jī)械功能。

3、由于礦物晶體的偏光效附和層間水分子介入效應(yīng)，絹云母屏障紫外線、微波、紅外線的功能，比所有無機(jī)礦物填料要強(qiáng)，所以能夠大大抬高制品的耐老化功能。

4、絹云母獨(dú)到的耐熱、耐酸堿侵蝕、抗磨、富彈性等理化功能，對(duì)制品的上述功能有定然的協(xié)同效附和奉獻(xiàn)作用。

二、絹云母在橡膠產(chǎn)品中的使用機(jī)理

1、大大抬高制品的強(qiáng)度，補(bǔ)強(qiáng)成功能得逞或迫近應(yīng)用白炭黑的程度。

2、抬高制品的尺寸固定性，耐應(yīng)力開裂性，增壓迫品的韌性，防老化、抗龜裂，增壓迫品的耐磨功能。

3、擁有優(yōu)秀的耐酸堿性，一起擁有阻燃及抗侵蝕等特點(diǎn)。

4、抬高制品的耐熱功能，減低縮小率、翹曲率；絹云母還能抬高制品的耐氣解滲入性，熱膨脹性。

5、應(yīng)用絹云母的絕緣功能可重晶石粉改進(jìn)橡膠制品的電功能。

由于絹云母具有許多優(yōu)良特性，因而能象“萬金油”一樣有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

在涂料工業(yè)方面，用絹云母作填料能提高涂料的分散度及涂料的耐火氣、耐水等性能，使涂料易于涂刷。

在化學(xué)工業(yè)方面，絹云母還是化妝品如健膚霜及防曬裔類的上乘填料。

在造紙工業(yè)方面，絹云母是滑石的最佳替代品。國(guó)外已用它作填料制造光化壁紙、印刷紙、包裝紙及銅板紙等。

在耐火材料工業(yè)方面，絹云母與棕剛玉等原料配制的炮泥，巳在我國(guó)寶鋼高爐上發(fā)揮重要作用。

在石油鉆井工業(yè)方面，泥漿中使用絹云母，可減少深井泥漿返回時(shí)所出現(xiàn)的紊流狀態(tài)。

在建材工業(yè)方面，絹云母巳成為石青板、水泥板等的嵌縫膠結(jié)材料以及屋面材料、瀝青油毛氈的填料。它在代替石棉，減少公害方面，前景廣闊。

此外，緝?cè)颇高€是絕緣材料、橡膠、塑料及農(nóng)藥的新填料，并可充當(dāng)鑄造中的脫模劑，紡織工業(yè)的潤(rùn)滑劑等。我國(guó)已發(fā)現(xiàn)了高品位的絹云母礦床，科研部門巳著手它的應(yīng)用研究工作。

云母粉

云母粉是選用優(yōu)質(zhì)絹云母片巖，采用獨(dú)家濕提純超細(xì)技術(shù)加工制得，與傳統(tǒng)干法產(chǎn)品相比具有高純、高白、高徑厚比、超細(xì)、低堆積密度粒徑健在窄等顯著特點(diǎn)。

云母粉在各類涂料中的功能機(jī)理：

1．可以屏蔽八成以上紫外線，提高涂層的耐候性、延遲粉化、變色。

2．高徑比的二維片狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)涂層的綜合機(jī)械性能，防水抗?jié)B、抗龜裂。

3．耐酸、耐堿、耐高溫，提高涂層的耐熱和防腐性能。

絹云母非金屬種類

1.絹云母、鋰云母、云母，云母粉，云母碎，云母片，超細(xì)云母粉，金云母，黑云母，彩色云母，白云母。

2.蛭石片、膨脹蛭石、園藝蛭石、蛭石粉、新疆蛭石。

3.鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石。

4.電氣石、電氣石粉、負(fù)離子粉、電氣石球、汗蒸房材料。

6.彩砂、真石漆彩砂、各種顏色彩砂。

7.重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣。

8.石英砂、石英粉、普通石英砂、高純石英砂、精制石英砂。

9.鵝卵石，河卵石，機(jī)制鵝卵石，河沙，重晶石，珍珠巖，海泡石等非金屬礦產(chǎn)品。