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雲母
 

雲母是一種造岩礦物,呈現六方形的片狀晶形,是主要造岩礦物之一。雲母晶體內部具層狀結構,因此呈片狀晶體 ,以六方片狀晶體為主。特性是絕緣、耐高溫、工業上用得最多的是絹雲母,廣泛的應用於塗料、油漆、電絕緣等行業。 [1]

中文名 雲母

外文名 mica;glimmer

結 構 層狀結構,單斜晶系

化學式 KAl2(AlSi3O10)(OH)2

分 類 白雲母,金雲母,黑雲母

用 途 工業用途,雲母藥用


物種介紹

雲母是雲母族礦物的統稱,是鉀、鋁、鎂、鐵、鋰等金屬的鋁硅酸鹽,都是層狀結構,單斜晶系。晶體呈假六方片狀或板狀,偶見柱狀。層狀解理非常完全,有玻璃光澤,薄片具有彈性。雲母的折射率隨鐵的含量增高而相應增高,可由低正突起至中正突起。不含鐵的變種,薄片中無色,含鐵愈高時,顏色愈深,同時多色性和吸收性增強。

雲母礦主要包括有黑雲母、金雲母、白雲母、鋰雲母、絹雲母、綠雲母、鐵鋰雲母等,砂金石是雲母和石英的混合礦物。工業上應用最多的是白雲母和金雲母,鋰雲母是提煉鋰的重要礦物原料。

雲母族礦物按照化學成分和光性特徵可分為三個亞族,包括白雲母亞族、黑雲母-金雲母亞族、鋰雲母亞族。

雲母礦廣泛存在於亞洲、非洲和美洲,但在歐洲很少,直到19世紀,雲母在歐洲的價值還非常高,隨着殖民者在非洲和南美開採雲母,價格迅速低落。

雲母塊雲母具有非常高的絕緣、絕熱性能,化學穩定性好,具有抗強酸、強鹼和抗壓能力,所以是製造電氣設備的重要原材料,因此也能做為吹風機內的絕緣材料。雲母同時具有雙折射能力,所以也是製造偏振光片的光學儀器材料。用於電氣工業的雲母開採,必須是有效面積大於4平方厘米的雲母塊,並且無裂縫、穿孔,邊緣上非雲母礦物不得超過3毫米。雲母開採後根據有效面積將品質分為4類,最好的特類面積要大於65平方厘米。

在工業上用得最多的是白雲母,其次為金雲母,廣泛應用於建材行業、消防行業、滅火劑、電焊條、塑料、電絕緣、造紙、瀝青紙、橡膠、珠光顏料等化工工業。 [2]

礦物特徵

鈉雲母雲母偉晶岩礦石的主要礦物為微斜長石、長石、石英和白雲母等,次要礦物為黑雲母、鐵鋁榴石、電氣石、磷灰石、綠柱石和鈦鐵礦等。金雲母礦床礦脈中經常出現磷灰石、透閃石、透輝石、方解石、碳酸鹽岩和微斜長石等礦物。碎細白雲母礦床白雲母一般占50~70%,鉀長石及石英占10%左右,微量礦物為磁鐵礦和褐鐵礦。 [2]

雲母屬於鋁硅酸鹽礦物,具有連續層狀硅氧四面體構造。分為三個亞類:白雲母、黑雲母和鋰雲母。白雲母包括白雲母及其亞種(絹雲母)和較少見的鈉雲母;黑雲母包括金雲母、黑雲母、鐵黑雲母和錳黑雲母;鋰雲母是富含氧化鋰的各種雲母的細小鱗片。工業上尤其是電氣工業中常用的是白雲母和金雲母。

雲母的化學式為KAl2(AlSi3O10)(OH)2,其中SiO245.2%、Al2O338.5%、K2O11.8%、H2O4.5%,此外,含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和F等。金雲母的化學式為KMg3(AlSi3O10)(F,OH)2,其中K2O為7~10.3%、MgO為21.4~29.4%、Al2O3為10.8~17%、SiO2為38.7~45%、H2O為0.3~4.5%,含少量Fe、Ti、Mn、Na和F等。雲母多為單斜晶系,呈疊板狀或書冊狀晶形,發育完整的為具有六個晶體面的菱形或六邊形,有時形成假六方柱狀晶體。

雲母具有完善的解理,可以剝分。理論上白雲母能剝分成10左右,金雲母可剝分成5或10左右的薄片。雲母晶體的隱伏解理,即為打象和壓象。白雲母薄片一般無色透明,但往往染有綠、棕、黃和粉紅等色調;玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤。金雲母通常呈黃色、棕色、暗棕色或黑色;玻璃光澤,解理面呈珍珠或半金屬光澤。白雲母的透明度為71.7~87.5%,金雲母為0~25.2%。白雲母莫氏硬度為2~2.5,金雲母為2.78~2.85;白雲母的彈性係數為(1475.9~2092.7×106Pa(15050~21340kg/cm2),金雲母的為(1394.5~1874.05)×106Pa(14220~19110kg/cm2)。 [3]

主要用途

工業用途

黑雲母工業上主要利用它的絕緣性和耐熱性,以及抗酸、抗鹼性、抗壓和剝分性,用作電氣設備和電工器材的絕緣材料;其次用於製造蒸汽鍋爐、冶煉爐的爐窗和機械上的零件。雲母碎和雲母粉可以加工成雲母紙,也可代替雲母片製造各種成本低廉、厚度均勻的絕緣材料。 [

主要用途在工業上用得最多的是白雲母,其次為金雲母。其廣泛的應用於建材行業、消防行業、滅火劑、電焊條、塑料、電絕緣、造紙、瀝青紙、橡膠、珠光顏料等化工工業。超細雲母粉作塑料、塗料、油漆、橡膠等功能性填料,可提高其機械強度,增強韌性、附着力抗老化及耐腐蝕型等。除具有極高的電絕緣性、抗酸鹼腐蝕、彈性、韌性和滑動性、耐熱隔音、熱膨脹係數小等性能外,又率先推出片體二表面光滑、徑厚比大、形態規則、附着力強等特點。 [4]

藥用用途

雲母,味甘,性平。傷於風邪而發冷發熱,如同身體坐在船上,頭暈目眩,具有砌除風邪,充實五臟,增加生育能力,使眼睛明亮,久服身體輕便靈巧,延長壽命。又名雲珠、雲華、雲英、雲液、雲砂、磷石,產于山中深處。 [3]

主要分布

中國雲母礦產分布不均勻,全國20個省、市、自治區雖都有分布,但絕大部分集中在新疆、四川和內蒙古。全國已發現產地184處,其中新疆88處,占全國儲量的67%,四川27處,占全國儲量的11.4%;內蒙古15處,占全國儲量的8.6%;其餘54處,占全國儲量的13%,分布於河北、山西、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、雲南、西藏、青海及陝西等地。[1] 工業雲母礦床分為白雲母礦床和金雲母礦床兩大類,每一大類可各分為兩個亞類,另外還有碎細雲母礦床。礦床類型及地質特徵如下:

1、花崗偉晶岩型白雲母礦床

礦床多產在角閃岩相變質岩地區,含雲母偉晶岩脈普遍發育混合岩化和花崗岩化,圍岩是各種富鋁、硅的片麻岩、變粒岩或片岩。礦脈帶常成群出現,構成偉晶岩帶或偉晶岩田。按偉晶岩的組構和含礦性可分為:①結晶型白雲母偉晶岩:岩脈內白雲母呈巨晶,片較大,面積可達 60—100cm2,從中可獲取大片的白雲母,且雲母片的剝分性能良好;②交代分異型稀有金屬素白雲母偉晶岩:雲母晶體一般較小,但透明度較好,雜質含量低,且其中伴生的含稀有元素礦物如綠柱石、鈮鉭鐵礦、電氣石、鋰雲母等可綜合利用。世界上有工業價值的白雲母礦床基本上產於以上兩種偉晶岩中。

2、偉晶岩接觸交代型鎂硅白雲母礦床

我國的鎂硅白雲母K2{(Fe2+Mg)(Fe3+Al)3〔Si7AlO20〕(OH)4}礦床位於江蘇東海。礦床賦存在深大斷裂帶並有榴輝岩產出的變質岩地區。含鎂硅白雲母偉晶岩脈在榴輝岩、角閃片岩和片麻岩中均有產出。但主要的工業礦體產於榴輝岩中。鎂硅白雲母的電氣性能完全符合工業要求,為我國增添了新的工業雲母種屬。

3、鎂碳酸鹽矽卡岩型金雲母礦床

礦床多分布在太古代、元古代或古生代的結晶片岩、片麻岩及大理岩中。礦區內花崗岩發育,常伴生有交代作用產生的一系列雜岩體,如方柱石-透輝石岩、透輝石-金雲母岩等。我國這一類型礦床很多,如大同、通化、鎮平和內蒙古的許多礦區均屬此類型。

4、超基性-鹼性雜岩體型金雲母礦床

礦床產於超基性-鹼性雜岩體中。雜岩體面積由幾十到千餘平方公里,且具有環帶構造。該類礦床規模較大,金雲母可達幾百萬噸,含礦率較高,每立方米雲母含量可達幾百千克至1噸,雲母晶片面積可達5—6m2。礦床上部因水化作用形成的蛭石,也可開採利用。這一類型是新發現的一種金雲母礦床,從金雲母儲量、規模和遠景來看,都有很高的工業利用價值。在原蘇聯,它已成為金雲母的重要來源,但到目前為止,在我國尚未發現該種類型的金雲母礦床。

工藝特性

物理性能

雲母的物理性能主要取決於雲母晶體的大小,由解理和硬度決定的剝分性以及雲母的顏色透明度和彈性等。 工業雲母多呈疊板狀或書冊狀晶形,晶體大小不等,厚度從幾毫米到幾十厘米,一般只要晶體有效面積大於或等於4cm2,就具有直接利用價值。當然晶體面積越大,價值越高。雲母的剝分性能由雲母的解理和硬度所決定。雲母獨特的晶體結構,使其具有一組極完全的底面解理,這成為工業雲母技術加工剝分的重要性能。理論上白雲母能剝分到10 左右,金雲母可剝分到5—10 左右,因此,白雲母和金雲母可按工業要求,剝分任意厚度的平整薄片,以滿足電器、電子工業對雲母的要求。雲母的硬度均較低,白雲母為2—2.5,鎂硅白雲母為2.37,金雲母為2.78—2.85。雲母的硬度越大,越難剝分。白雲母、鎂硅白雲母的剝分性能較好,金雲母略差。雲母的顏色特徵常用來表徵雲母的絕緣性能,工業雲母一般以淺色白雲母為好,金雲母次之,黑雲母的絕緣性能最差。白雲母的彈性係數為15346—21760bar,金雲母為14500—19480bar,工業上利用雲母作絕緣材料時,對其彈性有嚴格的要求。

電氣性能

雲母絕緣性能的優劣,是決定其工業利用價值的最主要的因素,雲母絕緣性能由雲母的電氣性能所決定,通過測試擊穿電壓和擊穿強度等確定雲母的電氣性能。據我國各礦區雲母的測試結果統計,當雲母片厚為0.015mm時,平均擊穿電壓2.0—5.7kV,擊穿強度為133—407kV/mm。

耐熱性

我國某些白雲母加熱在100~600℃時,彈性和表面性質均不變;在700~800℃後,脫水、機械、電氣性能有所改變,彈性喪失,變脆;在1050℃時,結構破壞。金雲母在700℃左右時,電氣性能較白雲母好。

機械強度和密度

項 目 白 雲 母 金 雲 母

機械 抗拉kPa 166700 ~353039(1700~3600) 156906 ~ 205939(1600 ~2100)

強度 抗壓kPa 813951~1225831(8300 ~ 12500) 294199 ~ 588399(3000 ~ 6000)

抗剪kPa 210843 ~ 296063(2150 ~ 3019) 82768 ~ 135332(844 ~ 1380)

密度,g/cm3 2.7 ~ 2.88 2.7 ~ 2.9

註:括弧內數字的單位是kg/cm2。 [3]

  1. 雲母的主要分布,中華康網網,2016-03-28