白雲母

白雲母

白雲母(Muscovite)叫普通雲母、雲母或雲母,是雲母類礦物中的一種。白雲母是良好的電絕緣體和熱絕緣體,並且它能夠大量出產,因此具有重要的經濟價值。一般它產于變質岩中,但也產于花崗岩等岩石中。白雲母並非隻是白色,它可以是較淡的褐、綠、紅色到無色,具有玻璃光澤到絲絹光澤。形狀為大板塊狀,六方晶體或細粒的集合體。

  • 中文名稱
    白雲母
  • 外文名稱
    Muscovite
  • 顏    色
    從無色到淺彩色多變
  • 特    點
    薄片富彈性
  • 用    途
    電氣設備和電工器材
  • 形    狀
  • 解    理
    一組極完全解理
  • 別    名
    普通雲母
  • 晶    系
    單斜晶系

介紹

礦物簡介

白雲母,化學組成: KAl2[Si3AlO10](OH,F)2,理想的組份是八面體片含 Al 3+,也可少量地被 Fe 3+ 、 Mg2+ 、 Fe 2+ 甚至 Mn2+ 、 Cr 、 V 等所置換。白雲母具有高度完全的底解理、顏色從無色到淺彩色多變,是由類質同象混入物引起的。薄片富彈性的特點。

白雲母白雲母

形成過程

白雲母是分有很廣的造岩礦物之一,在三大岩類中均有產出。泥質岩石在低級區域變質過程中可以形成絹雲母變質程度稍高時,成為白雲母。酸性岩漿結晶晚期以及偉晶作用階段,均有大量白雲母生成。由高溫至中低溫的蝕變作用過程中,也能生成。所謂雲英岩化是高溫蝕變作用之一,能形成大量白雲母。所謂絹雲母化作用是中低溫蝕變作用之一,能形成大量絹雲母。 白雲母風化破碎成極細的鱗片,既可以成為碎屑沉積物中的碎屑,也可以是泥質岩的礦物成分之一。

白雲母(圖1)白雲母(圖1)

白雲母斜方柱晶類,通常呈板狀或片狀,外形成假六方形或菱形。柱面有明顯的橫條紋。雙晶常見,多依雲母律生成接觸雙晶或穿插三連晶。

雲母片岩主要出現于酸性岩漿岩;此外,還常出現于雲英岩、變質片岩和片麻岩中。產于花崗岩中的白雲母,常形成具有工業價值較大的晶體;偉晶岩中白雲母的形成是多階段的;熱液金屬礦床和熱液變質岩中,絹雲母華作用很普遍,形成絹雲母;在變質岩中白雲母分布很廣,它是粘土質岩石在較高溫度和的參與作用下形成。

理化特徵

白雲母的特徵是絕緣、耐高溫、有光澤、物理化學性能穩定,具有良好的隔熱性、彈性和韌性。經加工成雲母粉還有較好地滑動性和較強的附著力。由于雲母和雲母粉本身的性能,主要有如下用途:日用化工原料、雲母陶瓷原料、油漆添料、塑膠橡膠添料、建築材料、用于焊條葯皮的保護層、用于鑽井泥漿填加劑,

白雲母(圖2)白雲母(圖2)

白雲母,屬于矽酸鹽類,化學式為:KAl2(AlSi3010)(OH)2,單斜晶系,硬度2.5-4,比重2.77-2.88,在天然環境下常呈板狀假六面形晶體、片狀或鱗片狀。顏色從無色到白色,有時也會呈綠色、棕色等,條痕為無色,具有一組極完全節理。

化學成分

化學成份

SiO2

Al2O3

K2O

Na2O

MgO

Fe2O3

S+P

H2O

含量(%)

44-50

20-33

9-11

0.95-1.8

1.32-2

2-6

0.02-0.05

0.13

物理性質

硬度: 在 上為 2-3, 垂直 為 4

比重: 2.76-3.10g/cm 3

解理: 解理極完全,有的具( 110 )和( 010 )裂理

顏色: 淺黃、淺綠、淺紅或紅褐色

透明度:透明至半透明

光澤: 玻璃光澤,解理面上現珍珠光澤

其他: 薄片具顯著的彈性。絕緣性隔熱性都特強玻璃或珍珠光澤。有發育非常良好的底面解理,所以常可以將雲母一片片的撕下來。

主要用途

在工業上用得最多的是白雲母,其次為金雲母。其廣泛的套用于建材行業、消防行業、滅火劑、電焊條、塑膠、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膠、塗料油漆、橡膠等功能性填料,可提高其機械強度,增強韌性、附著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、熱膨脹系數小等性能外,又率先推出片體二表面光滑、徑厚比大、 形態規則、附著力強等特點.

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;

其次用于製造蒸汽鍋爐、冶煉爐的爐窗和機械上的零件。

雲母碎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。

資源特點

白雲母礦的質量由三大因素決定,即有效使用面積的大小;影響有效面積的面板質量,如剝分性、斑點等;晶體的電氣性能,如絕緣性、電阻率、介電常量、介質損耗角等。

白雲母(圖5)白雲母(圖5)

白雲母是分布很廣而且很常見的造岩礦物,亦為花崗岩中的主要礦物。在某些片狀的岩石中,它會以細小的纖維狀出現,因為具有絲狀光澤而被稱為絹雲母(Sericite)。大型的白雲母礦場分布在俄羅斯與印度。為什麽會叫作"Muscovite"呢?這是因為俄羅斯人有時會以它用來代替玻璃,所以它叫作"蘇俄玻璃",再轉過來的。

中國白雲母礦以內蒙古天皮山1號脈最好,為中等片,並有少量大-特大號雲母。工業原料雲母出成率為40%-60%。少斑點,乙、丙級參半。三大白雲母礦區整體比較,以四川省丹巴的雲母質量最好,產出較多的大號、特大號雲母片。內蒙古土貴烏拉天皮山所產雲母居第2位,新疆阿勒泰雲母居後。

白雲母、金雲母單一礦床規模一般不大,工業原料雲母儲量從幾十噸至數千噸,上萬噸者罕見。內蒙古土貴烏拉白雲母礦探明工業原料雲母儲量3.7萬t,其規模為中國第一,世界之最。新疆阿勒泰成礦帶累計探明工業原料雲母儲量6萬t,為世界上著名礦帶之一。

白雲母(圖3)白雲母(圖3)

偉晶岩型白雲母礦體中,白雲母通常與長石、石英共生。在阿勒泰偉晶岩帶中還有水晶、綠柱石及祖母綠寶石等產出。

白雲母礦山規模較小的多宜于露天開採。內蒙古土貴烏拉和四川丹巴等規模大的雲母礦,需採用地下開採。中國雲母礦一般開採深度為40-80m,隻有上貴烏拉白雲母礦採深有的超過100m。

中國白雲母、金雲母礦石一般易于剝分,河北靈壽碎雲母礦的可選性能良好。

礦床分布

白雲母礦產于偉晶岩脈中,而偉晶岩脈則呈帶狀分布,並多成群密集出現。偉晶岩脈群呈疏密相間、斷續延伸或斜列排列。密集頻寬幾百米至數千米,長幾千米至1萬餘米,斷續延長可達幾萬米。

白雲母片白雲母片

偉晶岩脈的圍岩多為古老變質岩系,變質程度深達角閃岩相。這種變質岩系呈帶狀展布,寬幾千米至幾萬米,長幾萬米至幾十萬米,有的斷續延長達數百萬米。例如內蒙古土貴烏拉白雲母礦床所賦存的偉晶岩產于近東西向延展的陰山山脈中,即基底變質岩系之中。

在偉晶岩脈密集帶中,白雲母礦化相對良好。例如新疆阿勒泰白雲母成礦帶中的阿尤布拉克礦區,在10平方公裏內有偉晶岩脈263條,岩脈密度為26條/平方公裏,單位面積白雲母儲量達780t/平方公裏。而庫威成礦區在330平方公裏內有岩脈1800條,其密度為5條/平方公裏,單位面積白雲母儲量因而相對較少,隻有68.5t/平方公裏。那森恰礦區岩脈密度居中,40平方公裏內有600條脈,15條/平方公裏,儲量亦居中,為439.7t/平方公裏。

少量塊白雲母礦床分布于淺變質岩系綠片岩相中,以及在千枚岩-板岩相岩系之中,例如福建、廣西、廣東等一些礦床。礦床一般成帶性不明顯,成礦遠景亦不大。

白雲母(圖6)白雲母(圖6)

偉晶岩型及變質岩型白雲母礦床分布地層時代古老,主要是元古宇、太古宇及古生界。產于元古宙-太古宙的礦床佔大部分,中國內蒙古、山東、河南、山西、江蘇、湖北等地的礦床皆屬之。世界上印度、原蘇聯、美國及巴西等國的主要礦床亦為元古宇-太古宇。中國下古生界中有新疆阿勒泰及廣東的礦床,上古生界中有四川丹巴的礦床。

產于較新地層中的白雲母礦床為數極少。西藏南部洛扎縣白雲母礦床分布于早-中三疊世地層中,是目前所知的世界雲母礦床分布的最新地層。

礦床產生

1、所賦存偉晶岩脈的圍岩為較老的片麻岩;

白雲母(圖7)白雲母(圖7)

2、內蒙古土貴烏拉和烏拉山的偉晶岩脈分布很廣,但卻找不到與其有成因關系的花崗岩;

3、四川、河南、陝西、青海等地的白雲母礦區外圍的變質岩遭受強烈的混合岩化和花崗岩化,而且可以觀察到從混合岩漸變為偉晶岩的現象;

4、新疆阿爾泰地區含雲母偉晶岩形成的同位素年齡為219Ma,變質岩形成年齡為228Ma,二者甚為接近。

由此可以認為,白雲母礦床是經過變質作用、花崗岩化作用和偉晶化作用多階段而產生的。長英質混合岩→混合花崗岩→偉晶岩脈是連續漸變過程,在這一過程中SiO2、CaO、Na2O含量遞減,而Al2O3、K2O及H2O逐步富集。在這種變化過程中,其間存在化學成分上的突然變化面,被稱為偉晶岩化面。

質量區分

研究發現,白雲母的質量與圍岩的化學性質及控礦裂隙性質密切相關。影響雲母質量的主要因素之一是鐵質斑點的多少。新疆阿勒泰所產雲母斑點多時可佔雲母有效面積的30%-50%,因此,在中國四川、內蒙古、新疆三大白雲母產區中以新疆白雲母質量最差。鐵質斑點的鐵質來源于圍岩,成礦流體與圍岩接觸面越大,鐵質進入流體的機會就越多。不同類型的裂隙結構面不僅使偉晶岩脈的形態不同,而且直接影響流體對圍岩的同化作用的多少。張性或張扭性裂隙產生較多的圍岩角礫,進入流體中便為捕虜體,因此在單位距離內流體與圍岩的接觸面積就較大,而壓性或壓扭性裂隙則接觸面積相對較小。結果自然是張性或張扭性裂隙中產出的白雲母鐵質斑點含量高,即質量較差,而壓性或壓扭性裂隙中所賦存的白雲母則鐵質斑點含量較低,質量較優。

白雲母(圖8)白雲母(圖8)

對阿爾泰阿尤阿拉幹礦區控脈裂隙結構面與白雲母含鐵質斑點的多少統計表明,壓性或壓扭性裂隙的雲母含鐵質斑點0%-10%,而張性或張扭性裂隙中的雲母含鐵質斑點達15%-35%之高。

礦石特征

礦物組成

白雲母白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。

碎細白雲母礦床白雲母一般佔50-70%,鉀長石及石英佔10%左右,微量礦物為磁鐵礦和褐鐵礦

礦石包括白雲母及其亞種(絹雲母)和較少見的鈉雲母;工業上尤其是電氣工業中常用的是白雲母和金雲母。

理化特徵

白雲母的化學式為KAl2(AlSi3010)(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。

1、晶系、晶形

白雲母多為單斜晶系,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。

2、解理、打象或壓象

白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。

白雲母晶體的隱伏解理,即為打象和壓象。

3、顏色、光澤和透明度

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。

白雲母的透明度為71.7-87.5%。

4、硬度和彈性

白雲母莫氏硬度為2-2.5,白雲母的彈性系數為(1475.9-2092.7)×106Pa(15050-21340kg/cm2)。

選礦

形狀

根據白雲母晶體與脈石的形狀不同,在篩分中透過篩子的篩縫、篩孔的能力不同,使白雲母和脈石分離。選別時,採用一種兩層以上不同篩面結構的篩子,一般第一層篩篩網為條形;第二層篩篩網為方形。當原礦進入篩面後,由于振動或捲動作用,片狀白雲母及小塊脈石可以從條形篩縫漏至第二層篩面;因第二層是格篩,故可篩去脈石留下片狀白雲母。形狀選礦法具有流程簡單、設備少、生產率高、分選效果好等優點,因而在白雲母礦山中得到了廣泛套用。

方法流程

a、浮選

依據白雲母與脈石的表面物理化學性質的不同進行分選。礦石經破碎、磨礦使白雲母單體解離,在葯劑作用下,白雲母成為泡沫產品而與脈石分離。白雲母浮選可以在酸性或鹼性礦漿中進行,長碳鏈醋酸胺類的陽離子和脂肪酸類的陰離子為白雲母的捕收劑。白雲母浮選工藝流程中需經過三段粗選、三段精選,才能獲得白雲母精礦。因此,白雲母礦石浮選用以回收偉晶岩和白雲母片岩中14目以下的白雲母和細粒雲母。在中國,白雲母礦石浮選尚未得到生產套用。

b、風選

白雲母風選多通過專用設備來實現。其工藝過程一般為:破碎→篩分分級→風選。礦石經過破碎之後,白雲母基本上形成了薄片狀,而脈石礦物長石、石英等呈塊狀顆粒。據此,採用多級別的分級把入選物料預先分成較窄的粒級,據其在氣流中的懸浮速度之差異,採用專用風選設備進行分選。風選法適用于水源缺乏地區,已用于實際生產。

開發案例

四川丹巴雲母礦選礦廠

該廠入選原礦品位為9.1kg/m3,其中片雲母佔44%。

原礦經人工揀選出大片雲母後,給入選礦廠固定棒條篩,篩縫尺寸為100mm。+100mm物料進入顎式破碎機破碎後,與棒條篩篩下產品一起進入XB-602型振動篩分選。該篩有兩層篩網,上層是角鋼製成的棒條篩,篩縫寬20mm;下層為20×20mm方孔篩網,經分選後得3種產物:大于20mm篩縫尺寸的物料,從中手選出白雲母和連生體,連生體由人工破碎後手揀出大于4cm2的白雲母;小于20mm篩縫、大于20mm方篩孔的物料,也從中手選出白雲母和連生體,連生體人工破碎後揀出大于4cm2的白雲母;小于20mm方篩孔的物料全部廢棄,作為尾礦。

該廠生產能力為10t/h,精礦品位100%,回收率92%。

靈壽雲母礦選礦廠

該廠入選原礦碎片白雲母佔56-68%,鉀長石及石英佔10%左右,磁鐵礦和褐鐵礦微量。

首先對原礦進行破碎,達到單體分離。然後進行分級,分成數個較窄粒級進入風選作業。風選作業的主要設備是φ800振動式空氣分選機和旋振篩。風選前礦石破碎,採用錘式破碎機解離。入選最佳粒度3-0.25mm。採用預先分級、控製分級可提高風選設備的有效處理能力,減少風選作業段數,保證精礦質量。

該廠生產能力0.8-1.0t/h,精礦平均品位99.06%,回收率82.27%。

美國風化雲母偉晶岩選礦廠

美國亞拉巴馬、哲吉爾和北卡羅來納州的風化雲母偉晶岩,含白雲母14-16%。伴生的主要脈石礦物有石英、高嶺土、長石,此外還有少量黑雲母、褐鐵礦、電氣石、十字石、石榴石、綠簾石和藍晶石

選礦流程包括重選和浮選兩部分。重選採用漢弗萊螺旋選礦機。目的是除去粗粒尾礦。重選所得粗精礦進入浮選。浮選前採用3個調和槽。第一個調和槽加入木質素磺酸鹽(或矽酸鈉)分散礦泥,再加入碳酸鈉調整礦漿pH值為10左右;第二個調和槽加入脂肪胺醋酸鹽陽離子捕收劑,使之與白雲母的側面發生作用並吸附其上;第三個調和槽內加入脂肪受胺醋酸鹽陽離子捕收劑,使之與白雲母的層面發生吸咐作用,再加入起泡劑。經過一次粗選三次精選後得到白雲母精礦。白雲母精礦品位98%,回收率85%。

開發利用

現狀

中國雲母礦已開採利用礦區曾有30餘個,主要產地有:新疆阿爾泰白雲母礦、四川丹巴白雲母礦、內蒙古土貴烏拉白雲母礦、陝西丹鳳白雲母礦、吉林集安金雲母礦、河南鎮平金雲母礦及河北曲陽白雲母礦等。

大多在生產工業原料的同時生產碎雲母及其製品。某些冶金企業也從選礦尾礦中回收碎細雲母,供應市場。

新疆非金屬礦公司、四川丹巴雲母礦、雅安雲母廠以及內蒙古土貴烏拉雲母礦等,生產雲母粉和雲母製品。生產雲母紙的有四川雅安雲母公司,供全國27個省市350多家企業使用,產品並試銷國外。新疆雲母一廠生產耐高溫雲母板,生產雲母粉的廠家有雅安雲母廠、河北靈壽等地,產品除滿足國內需求外,尚可出口。

存在問題

1、綜合利用率低:白雲母的綜合利用,國外已做到工廠無廢料,原料百分之百利用。中國白雲母綜合利用率約40%,還有待于擴大其套用領域。

2、套用領域較窄:近幾年來,白雲母綜合利用領域不斷擴大,在建材、防震、潤滑、有機和無機復合材料、密封材料等領域取得了較好的套用。綜合加工的產品有10類,100多品種。中國套用領域相對較窄,

解決對策

加強技術研究,提高綜合利用率及不斷擴大套用領域,拓寬市場。

發展趨勢

從總的趨勢看,由于人工合成白雲母大晶體的成功,世界上對大片白雲母的需求量將逐漸減少,因而天然大片白雲母的開採量將逐年降低。然而對碎片白雲母的需求則將繼續增加。世界上現有優質白雲母還遠遠不能滿足需要,合成白雲母的研製正在加快進行。

當前白雲母的消費結構已發生變化,據估計,全世界對片雲母的需求量將以每年4.6%的速度持續下降,而對碎雲母的需求量將以平均每年1.5%的速度持續成長。

白雲母綜合利用產品----雲母紙和濕磨雲母粉以及雲母深加工產品,都是國際市場上比較暢銷的產品。

電子管投料片雲母的需要量保持平衡,電容器晶片和等外厚片雲母等基本飽和。天然片狀雲母一般為代用材料所取代。但作為白雲母綜合利用的產品,雲母紙和雲母粉以及深加工產品如雲母絕緣製品、雲母紙電器等開始暢銷。

(1)雲母紙市場機械部門早就確定電機用白雲母絕緣材料主要用雲母紙代替雲母薄片。1987年中國新增發電設備能力920萬千瓦,通常按新增10萬千瓦發電能力需耗用雲母紙5噸計算,約需460噸雲母紙。中國今後能源工業是發展重點,"七五"期間,計畫達到年產1000萬千瓦的發電機組能力,每年需要雲母紙不低于500噸,共需2500噸以上。另外,1987年中國的發電裝機容量已達1億千瓦,若按20-30%的更換維修考慮,維修需用的雲母紙亦相當可觀。此外,還有眾多的工業、家用電器也需要大量的絕緣紙板等產品。國內雲母紙市場大有前途。

(2)雲母粉市場中國電焊條生產每年需雲母粉約1.5萬噸,油氈紙用雲母粉14萬噸、消防器材用雲母粉2000噸左右,再加上新開拓的雲母粉套用領域,從發展趨勢看,雲母粉的需要量可能會進一步成長。

藏品信息

圖片描述:中國內蒙古自治區古豐鎮的白雲母(Muscovite)的標本照片。條痕:近白色。光澤:玻璃光澤,節理面珍珠光澤。透明至半透明。解理:{001}完全。硬度:垂直解理面時硬度是4,順著解理面硬度是2-3。比重:2.76-3.10。絕緣性能極好。

儲存單位:中國地質博物館

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