云母的深加工

1、云母的深加工演講：周鑫維 制作：王志杰，李淼云母的微觀結(jié)構(gòu)云母屬于層狀結(jié)構(gòu)，為兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體結(jié)構(gòu)的復(fù)式硅氧層，在硅氧四面體中約有1/4的Si被Al取代，引起正電價(jià)不足，硅氧四面體帶負(fù)電，由正離子來(lái)補(bǔ)充，正離子處在兩個(gè)復(fù)式硅氧層之間。一般硅氧四面體和鋁氧八面體之間結(jié)合很牢固，而補(bǔ)充電價(jià)的正離子夾在兩個(gè)復(fù)式硅氧層之間，所以較微弱，因此，云母晶體很容易沿這些正離子所在的平面分剝開來(lái)。云母是含鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、鋅、鐵、釩等金屬元素并具有層狀結(jié)構(gòu)的含水鋁硅酸鹽族礦物的總稱，是復(fù)雜的硅酸鹽類。云母通常呈假六方或菱形的板狀、片狀、柱狀晶形。顏色隨化學(xué)成分的變化而異。常見于火成巖、沉積巖和

2、變質(zhì)巖中。優(yōu)質(zhì)白云母主要產(chǎn)于花崗偉晶巖中。云母的種類很多，有白云母、黑云母、金云母、鋰云母、鐵鋰云母、絹云母和脆云母、鈦云母、水云母等。具有工業(yè)價(jià)值的主要有白云母、鎂硅白云母和金云母。云母的性能 云母以其獨(dú)一無(wú)二、不可替代的性能而區(qū)別其它材料。 物理性能：柔軟、無(wú)色透明、玻璃光澤、表面光滑平整、劈分性好，并有很好的彈性和撓曲性。 化學(xué)性能：防水，耐酸（氫氟酸及濃硫酸除外）、堿、礦物油、化學(xué)藥劑，抗風(fēng)化。 電氣性能：具有較高的絕緣強(qiáng)度和較大的電阻，恒定介電常數(shù)及固定電容，較低的電介質(zhì)損耗，較低熱系數(shù)，超絕緣性，以抗電弧、耐電暈等優(yōu)良的介質(zhì)性能而著稱。 熱性能：耐火、難熔化、不易燃，低熱傳導(dǎo)，超常

3、的熱穩(wěn)定性，暴露于高溫條件下無(wú)任何異常變化。 機(jī)械性能：良好的韌性，具有便于沖、切、機(jī)加工等有利的加工性能。質(zhì)地堅(jiān)硬、彈性和撓曲性能好，能經(jīng)受高強(qiáng)度的機(jī)械壓力，云母的深加工電容器用云母紙的制造方法電容器用云母紙的制造過(guò)程a、選取云母原料；b、焙燒：將云母原料投入焙燒爐焙燒，焙燒溫度750850，焙燒時(shí)間4050min ；c、化學(xué)處理：配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% 的酸溶液，加入步驟b 焙燒后的原料，加熱至沸騰，處理5060min ；d、制漿：將步驟c 化學(xué)處理后的原料打碎，過(guò)濾，配制質(zhì)量濃度為810% 的漿液；e、抄紙：將步驟d 得到的漿液在長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)上抄造成紙。 其中，步驟a 中選取面積57cm2、厚

4、度12mm 的白云母片為原料。 其中，步驟b 中每0.50.7m3 體積的焙燒爐內(nèi)腔投料1520kg。 其中，步驟c 中所述的酸溶液為硫酸溶液。 其中，步驟d 中所述的打碎是指采用水力將步驟c 處理后云母片打碎成云母鱗片，水力壓力為4.55kg/cm2。 其中，步驟d 中過(guò)濾采用120 目濾網(wǎng)脫水6070%。 其中，步驟d 中過(guò)濾后去除徑厚比 100 的云母鱗片。制造云母紙選材要求選取面積為57cm2，厚度為12mm 的云母片為原料。云母片大小較均勻，有利于打漿。原料內(nèi)不允許有風(fēng)化云母、水銹云母、斑污云母及外來(lái)雜質(zhì)。風(fēng)化云母是指云母長(zhǎng)期露天堆置，受空氣、水及其它因素的作用，使其質(zhì)地松軟、無(wú)彈性

5、，部份性能發(fā)生變化。水銹云母是指云母長(zhǎng)期受水的浸蝕、吸潮及空氣中氧的作用，云母晶體中的FeO 變成Fe2O3，出現(xiàn)赤色斑痕。斑污云母是指云母片中斑點(diǎn)點(diǎn)徑大于3mm 且較密集的云母。外來(lái)雜質(zhì)主要是指在選礦、運(yùn)輸過(guò)程中，參雜的木屑、竹屑、木炭、碎紙、碎布、果皮、卷發(fā)、鐵絲、鐵釘?shù)确窃颇鸽s質(zhì)。制造云母紙的工藝要求 焙燒時(shí)間和焙燒溫度會(huì)影響云母紙的介電強(qiáng)度抗張力等指標(biāo)。 焙燒溫度太高或焙燒時(shí)間太長(zhǎng)易形成云母焦片，用云母焦片制漿抄出的云母紙電氣性能柔軟性拉伸強(qiáng)度指標(biāo)顯著降低；反之焙燒溫度太低或焙燒時(shí)間太短有偏生料，在制漿過(guò)程中不易分剝成好的云母鱗片，紙張電氣性能不好。 控制焙燒溫度750850、焙燒時(shí)間

6、4050min 所得云母紙的電氣性能較好。在焙燒時(shí)應(yīng)根據(jù)焙燒爐的大小及焙燒質(zhì)量要求，選擇最佳投料量，焙燒爐大投料量少能耗高不經(jīng)濟(jì)，焙燒爐小投料量多原料焙燒不均勻，焙燒質(zhì)量不好，也會(huì)影響云母紙的介電強(qiáng)度抗張力等指標(biāo)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，控制每0.50.7m3 體積的焙燒爐內(nèi)腔投料1520kg、焙燒溫度750850、焙燒時(shí)間4050min可以使制備得到的云母紙電氣性能達(dá)到最佳。將焙燒后云母片置于酸溶液中，加熱至沸騰，云母片劇烈膨脹，在蒸氣作用下分解成鱗片狀。常用的酸有磷酸、硫酸和鹽酸都可使用，硫酸根離子比氯離子對(duì)云母紙的電氣性能影響小，且硫酸比鹽酸、磷酸價(jià)格低，故優(yōu)選硫酸。酸溶液濃度過(guò)高或過(guò)低加熱至沸騰處

7、理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，影響云母漿液的質(zhì)量和成漿率。本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明焙燒方式焙燒后的云母片在化學(xué)處理時(shí)，控制酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%、處理時(shí)間5060min，可得到質(zhì)量好的云母漿液。壓力的大小主要根據(jù)打成漿后的鱗片質(zhì)量及分布確定，壓力太大鱗片破碎太小，反之壓力太小，大鱗片多。徑厚比是云母鱗片直徑與厚度之比，是衡量云母鱗片質(zhì)量的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，其比值越大表明云母鱗片大而薄，云母鱗片好，搭接后成紙結(jié)構(gòu)好，有利于提高云母紙的電氣性能拉伸強(qiáng)度。在去除徑厚比小于100 的云母鱗片時(shí)可采用旋流分級(jí)器等設(shè)備，以提高工作效率。濾網(wǎng)脫水是為了提高云母漿液的質(zhì)量濃度。云母漿液的質(zhì)量濃度控制在810%，漿液的

8、質(zhì)量濃度太低或太高易造成云母紙的成紙結(jié)構(gòu)不好，影響云母紙的定量和勻度指標(biāo)，即云母紙厚薄不勻。采用長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)成紙，云母鱗片搭接更好，所得紙張的結(jié)構(gòu)比采用園網(wǎng)紙機(jī)更好，云母紙的介電強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度明顯提升。云母紙的性能 本方法制造的云母紙厚度薄，同時(shí)介電強(qiáng)度高達(dá)90kv/mm，抗張力達(dá)到5N/cm以上。 因此說(shuō)明，本方法可用于生產(chǎn)高性能的云母紙，為生產(chǎn)性能更好的絕緣材料提供了新方法。本方法制造的云母紙適于生產(chǎn)體積小、絕緣電阻高的云母電容，同時(shí)提高電容器的耐擊穿抗老化性能，為電容領(lǐng)域提供了新的選擇。云母的發(fā)展前景 從總的趨勢(shì)看，由于人工合成云母大晶體的成功，世界上對(duì)大片云母的需求量將逐漸減少，因而天然大

9、片云母的開采量將逐年降低。然而對(duì)碎片云母的需求則將繼續(xù)增加。世界上現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)云母還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，合成云母的研制正在加快進(jìn)行。 當(dāng)前云母的消費(fèi)結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化，據(jù)估計(jì)，全世界對(duì)片云母的需求量將以每年4.6%的速度持續(xù)下降，而對(duì)碎云母的需求量將以平均每年1.5%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。云母綜合利用產(chǎn)品-云母紙和濕磨云母粉以及云母深加工產(chǎn)品，都是國(guó)際市場(chǎng)上比較暢銷的產(chǎn)品。 如今，國(guó)內(nèi)薄片云母需求量將逐年減少，電子管投料片云母的需要量保持平衡，電容器芯片和等外厚片云母等基本飽和。天然片狀云母一般為代用材料所取代。但作為云母綜合利用的產(chǎn)品，云母紙和云母粉以及深加工產(chǎn)品如云母絕緣制品、云母紙電器等開始暢銷。(1)云母紙市場(chǎng) 機(jī)械部門早就確定電機(jī)用云母絕緣材料主要用云母紙代替云母薄片。1987年我國(guó)新增發(fā)電設(shè)備能力920萬(wàn)千瓦，通常按新增10萬(wàn)千瓦發(fā)電能力需耗用云母紙5噸計(jì)算，約需460噸云母紙。我國(guó)今后能源工業(yè)是發(fā)展重點(diǎn)，七五期間，計(jì)劃達(dá)到年產(chǎn)1000萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組能力，每年需要云母紙不低于500噸，共需2500噸以上。另外，1987年我國(guó)的發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)1億千瓦，若按20-30%的更換維修考慮，維修需用的云母紙亦相當(dāng)可觀。此外，還有眾多的工業(yè)、家用電器也需要大量的絕緣紙板等