一、絹云母礦物
1、絹云母的結構、化學組成、物理性質:
絹云母是云母家族中一個種類,為白云母亞種,屬于層狀結構的高鉀高鋁硅酸鹽礦物。它的化學成分與白云母幾乎一致,晶體化學式為:K0.5-1(Al,Fe,Mg)2(SiAl)4O10(OH)2?nH2O,一般化學成分:SiO2 45-52%, Al2O3 27-37%, K2O 8-11%,H2O4-6%。絹云母的結構與白云母相同為片狀結構, 片與片之間的結合力很弱,沿{001}面呈現極完全解理,晶片具有高彈性、抗拉、抗壓、抗剪、耐熱、絕緣、難溶于酸堿溶液。自然界中絹云母呈微細鱗片狀產出,而白云母呈疊層大片狀產出,這種差異給高徑厚比微細絹云母粉的加工帶來好處, 易劈成極薄的片狀,片厚可達1u以下(理論上可削成0.001u)。絹云母外觀呈灰白色、微黃色、淡綠色、白色等,絲絹光澤強。
2、絹云母在自然界分布特征
自然界天然產出的絹云母,純度很高的礦石很稀少,基本上與其它礦物和雜質混合在一起共同產出, 因此值得開發利用的礦石較少。根據絹云母的礦床成因,一般將絹云母礦床分為變質片巖型絹云母礦床(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),其中以片巖型絹云母礦開發利用價值好大,因為該類絹云母礦的特征更接近白云母特征。
二、絹云母粉加工方法及產品質量比較
絹云母粉生產歸納起來我國有四種加工方法,其工藝流程不同,所得產品的規格、品質也各不相同,應用行業和性能也絕然不同。
1、 機械研磨法(干磨法)
這是好原始好簡單的加工方法。這類研磨機械的研磨能力極強,可將礦石中堅硬的雜質(如石英砂、鐵礦物等)磨成微米級的粉體。這種方法的生產成本很低,一噸原礦基本上能生產出一噸產品。但是,干磨加工出來的產品存在兩大缺陷:
缺陷一:產品純度依賴原礦品位。天然礦石中絹云母含量在30 -50%,甚至約20%,而品位較高的原礦卻非常罕見。這種干法產品沒有富集、提純加工,統統磨成粉就是產品,所以產品純度很低,而且隨原礦品位變化而大幅度變化。大量的石英、長石和其它礦物一起被磨成微米級的粉末,這些雜質對產品的應用性能影響很大。
缺陷二:產品的形態學品質差。晶片在強烈研磨作用下受到損害,產生撕裂、穿孔和表面毛糙,特別是晶片的徑厚比(片狀微粒直徑與厚度的比例)很小。原因是從絹云母晶粒上磨下來的晶片的強度相對較小(遠遠低于雜質如石英砂粒),特別容易折斷,而且越薄就越容易折斷,所以用干磨工藝根本無法形成大徑厚比的晶片。干法產品徑厚比通常在10倍左右,極少能接近或達到20倍,比表面積通常為2000 -4000 cm2 / ml。粒度分布也很寬。這種絹云母粉在形態學上與碳酸鈣、高嶺土、滑石粉等(徑厚比數倍至10倍)沒有本質差異,與涂料工業應用的合理要求(至少50倍,好好70倍以上)相差甚遠。加之干法絹云母粉的純度很低,其應用效果常常還不如滑石粉。
2、氣流分級提純法(風選干法)
這是首屈一指種加工方法的工藝延長,利用粉體中單個顆粒的重量和比重等差異,通過調節風力來富集絹云母粉。對于粒徑為微米級的粉體,此法只能剔除大顆粒石英砂等雜質,根本無法分除微粉雜質,富集和分離效果很差,產品的雜質含量仍然很高,純度一般只有40- 60%,風選次數多、設備條件和工藝技術較好時可達到50% -80%,但在我國并不多見。除了絹云母含量略有提高,這種風選干法產品的形態學問題與上述首屈一指種產品毫無區別(晶片撕裂、穿孔、磨毛、粒度分布寬、徑厚比很低),用途如同碳酸鈣、滑石粉,根本無法形成特殊的功能。
3、水力分級提純法(淘洗干法)
此法也是首屈一指種加工方法的工藝延長,即,用淘洗代替風選。將首屈一指種加工所得粉體置于水中,化成漿液進行淘洗,以求分除石英等雜質(同時也可漂白脫色),然后經壓濾、干燥、制粉、包裝。由于微米級粉體的分離難度很大,所以此類產品的純度改善仍然有限,通常僅略高于風選法。特別是形態學缺陷依舊,因為干磨造成的損傷和破壞根本無法通過淘洗來消除或改變,晶片的損傷與首屈一指種干磨產品一樣嚴重,徑厚比也仍在10倍左右。這種產品只有白度(使用漂白的話)和粒度分布可有改善,從本質上講不能被稱為濕法絹云母粉,而是濕法分級的干法絹云母粉,或干法淘洗絹云母粉,歸屬于干法系列絹云母粉。市場上許多所謂的“濕法絹云母粉”,實際上就是這種淘洗過的干法絹云母粉。這種方法生產出來的產品仍然存在形態學問題,在涂料中應用也無法形成特殊的功能。
在國外,各種干法云母粉不作為功能性填料用于涂料和其它材料中,除非是用特殊設備制成的干法云母粉(我國還沒有這類生產設備)。
4、濕法(絹云母生產方法)
由于社會上常見的絹云母粉都是用上述三種方法生產的,所以目前在涂料工業上對絹云母粉的印象普遍較差,認為用與不用差不多,沒有意義。但這是一種錯覺,真正的濕法絹云母粉是一種高效的功能性填料。
本公司使用濕法技術生產絹云母粉。濕法工藝比較復雜,它始于洗礦,將原礦加入水中浸泡,采用弱機械力設備(碾輥機、攪拌磨)將絹云母片和雜質分開,絹云母片溢流出來,由此洗除絕大部分非絹云母礦物,得到富集的絹云母懸浮體。然后再用高速離心法除去殘存的沙粒和雜質,制得高純度絹云母的漿液。好后經漂白脫色、分級沉降、壓濾、干燥、成粉和檢驗包裝,得到好終產品(濕法絹云母粉)。產品純度很高(98- 99%)。與以上三種生產方法的根本區別是:絹云母晶層不是被強大的機械力研磨剝開的,而是在水和化學藥品的作用下,晶層片與片之間作用力被削弱,從而自然剝下的。這樣的粉體由于晶片未受任何損傷,晶片很薄(納米級),徑厚比特別大(100倍左右)。不言而喻,這種真正的濕法絹云母粉絕然不同于任何其它絹云母粉。
5、不同加工方法生產的絹云母粉產品質量比較
不同加工方法的產品質量相差很大,就是在同一種加工方法情況下,每個廠家技術力量和管理水平的差異,以及設備選型的不同,其產品品質也是參差不齊。
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