云母的深加工

云母的深加工演讲：周鑫维制作：王志杰，李淼云母的微观结构•云母属于层状结构，为两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体结构的复式硅氧层，在硅氧四面体中约有1/4的Si被Al取代，引起正电价不足，硅氧四面体带负电，由正离子来补充，正离子处在两个复式硅氧层之间。一般硅氧四面体和铝氧八面体之间结合很牢固，而补充电价的正离子夹在两个复式硅氧层之间，所以较微弱，因此，云母晶体很容易沿这些正离子所在的平面分剥开来。•云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称，是复杂的硅酸盐类。云母通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异。常见于火成岩、沉积岩和变质岩中。优质白云母主要产于花岗伟晶岩中。云母的种类很多，有白云母、黑云母、金云母、锂云母、铁锂云母、绢云母和脆云母、钛云母、水云母等。具有工业价值的主要有白云母、镁硅白云母和金云母。云母的性能云母以其独一无二、不可替代的性能而区别其它材料。物理性能：柔软、无色透明、玻璃光泽、表面光滑平整、劈分性好，并有很好的弹性和挠曲性。化学性能：防水，耐酸（氢氟酸及浓硫酸除外）、碱、矿物油、化学药剂，抗风化。电气性能：具有较高的绝缘强度和较大的电阻，恒定介电常数及固定电容，较低的电介质损耗，较低热系数，超绝缘性，以抗电弧、耐电晕等优良的介质性能而著称。热性能：耐火、难熔化、不易燃，低热传导，超常的热稳定性，暴露于高温条件下无任何异常变化。机械性能：良好的韧性，具有便于冲、切、机加工等有利的加工性能。质地坚硬、弹性和挠曲性能好，能经受高强度的机械压力，云母的深加工电容器用云母纸的制造方法电容器用云母纸的制造过程•a、选取云母原料；•b、焙烧：将云母原料投入焙烧炉焙烧，焙烧温度750~850℃，焙烧时间40~50min；•c、化学处理：配制质量分数为3~5%的酸溶液，加入步骤b焙烧后的原料，加热至沸腾，处理50~60min；•d、制浆：将步骤c化学处理后的原料打碎，过滤，配制质量浓度为8~10%的浆液；•e、抄纸：将步骤d得到的浆液在长网纸机上抄造成纸。其中，步骤a中选取面积5~7cm2、厚度1~2mm的白云母片为原料。其中，步骤b中每0.5~0.7m3体积的焙烧炉内腔投料15~20kg。其中，步骤c中所述的酸溶液为硫酸溶液。其中，步骤d中所述的打碎是指采用水力将步骤c处理后云母片打碎成云母鳞片，水力压力为4.5~5kg/cm2。其中，步骤d中过滤采用120目滤网脱水60~70%。其中，步骤d中过滤后去除径厚比＜100的云母鳞片。制造云母纸选材要求•选取面积为5~7cm2，厚度为1~2mm的云母片为原料。云母片大小较均匀，有利于打浆。原料内不允许有风化云母、水锈云母、斑污云母及外来杂质。•风化云母是指云母长期露天堆置，受空气、水及其它因素的作用，使其质地松软、无弹性，部份性能发生变化。•水锈云母是指云母长期受水的浸蚀、吸潮及空气中氧的作用，云母晶体中的FeO变成Fe2O3，出现赤色斑痕。•斑污云母是指云母片中斑点点径大于3mm且较密集的云母。•外来杂质主要是指在选矿、运输过程中，参杂的木屑、竹屑、木炭、碎纸、碎布、果皮、卷发、铁丝、铁钉等非云母杂质。制造云母纸的工艺要求焙烧时间和焙烧温度会影响云母纸的介电强度﹑抗张力等指标。焙烧温度太高或焙烧时间太长易形成云母焦片，用云母焦片制浆抄出的云母纸电气性能﹑柔软性﹑拉伸强度指标显著降低；反之焙烧温度太低或焙烧时间太短有偏生料，在制浆过程中不易分剥成好的云母鳞片，纸张电气性能不好。控制焙烧温度750~850℃、焙烧时间40~50min所得云母纸的电气性能较好。在焙烧时应根据焙烧炉的大小及焙烧质量要求，选择最佳投料量，焙烧炉大投料量少能耗高不经济，焙烧炉小投料量多原料焙烧不均匀，焙烧质量不好，也会影响云母纸的介电强度﹑抗张力等指标。经研究发现，控制每0.5~0.7m3体积的焙烧炉内腔投料15~20kg、焙烧温度750~850℃、焙烧时间40~50min可以使制备得到的云母纸电气性能达到最佳。将焙烧后云母片置于酸溶液中，加热至沸腾，云母片剧烈膨胀，在蒸气作用下分解成鳞片状。常用的酸有磷酸、硫酸和盐酸都可使用，硫酸根离子比氯离子对云母纸的电气性能影响小，且硫酸比盐酸、磷酸价格低，故优选硫酸。酸溶液浓度过高或过低﹑加热至沸腾处理时间过长或过短，影响云母浆液的质量和成浆率。本发明人经研究发现，采用本发明焙烧方式焙烧后的云母片在化学处理时，控制酸溶液的质量分数为3~5%、处理时间50~60min，可得到质量好的云母浆液。压力的大小主要根据打成浆后的鳞片质量及分布确定，压力太大鳞片破碎太小，反之压力太小，大鳞片多。径厚比是云母鳞片直径与厚度之比，是衡量云母鳞片质量的一个技术指标，其比值越大表明云母鳞片大而薄，云母鳞片好，搭接后成纸结构好，有利于提高云母纸的电气性能﹑拉伸强度。在去除径厚比小于100的云母鳞片时可采用旋流分级器等设备，以提高工作效率。滤网脱水是为了提高云母浆液的质量浓度。云母浆液的质量浓度控制在8~10%，浆液的质量浓度太低或太高易造成云母纸的成纸结构不好，影响云母纸的定量和匀度指标，即云母纸厚薄不匀。采用长网纸机成纸，云母鳞片搭接更好，所得纸张的结构比采用园网纸机更好，云母纸的介电强度和拉伸强度明显提升。云母纸的性能本方法制造的云母纸厚度薄，同时介电强度高达90kv/mm，抗张力达到5N/cm以上。因此说明，本方法可用于生产高性能的云母纸，为生产性能更好的绝缘材料提供了新方法。本方法制造的云母纸适于生产体积小、绝缘电阻高的云母电容，同时提高电容器的耐击穿﹑抗老化性能，为电容领域提供了新的选择。云母的发展前景从总的趋势看，由于人工合成云母大晶体的成功，世界上对大片云母的需求量将逐渐减少，因而天然大片云母的开采量将逐年降低。然而对碎片云母的需求则将继续增加。世界上现有优质云母还远远不能满足需要，合成云母的研制正在加快进行。当前云母的消费结构已发生变化，据估计，全世界对片云母的需求量将以每年4.6%的速度持续下降，而对碎云母的需求量将以平均每年1.5%的速度持续增长。云母综合利用产品----云母纸和湿磨云母粉以及云母深加工产品，都是国际市场上比较畅销的产品。如今，国内薄片云母需求量将逐年减少，电子管投料片云母的需要量保持平衡，电容器芯片和等外厚片云母等基本饱和。天然片状云母一般为代用材料所取代。但作为云母综合利用的产品，云母纸和云母粉以及深加工产品如云母绝缘制品、云母纸电器等开始畅销。(1)云母纸市场机械部门早就确定电机用云母绝缘材料主要用云母纸代替云母薄片。1987年我国新增发电设备能力920万千瓦，通常按新增10万千瓦发电能力需耗用云母纸5吨计算，约需460吨云母纸。我国今后能源工业是发展重点，七五期间，计划达到年产1000万千瓦的发电机组能力，每年需要云母纸不低于500吨，共需2500吨以上。另外，1987年我国的发电装机容量已达1亿千瓦，若按20-30%的更换维修考虑，维修需用的云母纸亦相当可观。此外，还有众多的工业、家用电器也需要大量的绝缘纸板等产品。国内云母纸市场大有前途。（2)云母粉市场全国电焊条生产每年需云母粉约1.5万吨，油毡纸用云母粉14万吨、消防器材用云母粉2000吨左右，再加上新开拓的云母粉应用领域，从发展趋势看，云母粉的需要量可能会进一步增长。参考文献彭光成魏荣刚文学华廖建《电容器用云母纸的制造方法》广搜网2013-10-1