[科普中国]-绢云母

历史沿革

绢云母这个术语是K.ЛcHT于1852年为了表示德国塔乌努斯(TayHyc)板岩中的细鳞片状浅色云母而首次使用的。按照化学成分,这个矿物接近于白云母。由于这一点,“绢云母”这个术语,长期以来被定义为细鳞片状白云母。最初“绢云母”这个术语只用于浅色钾质云母。后来发现,大多数绢云母以水的过量和钾,的不足、光轴角较小,在个另赡况下重折率较低而区别于白云母。于是逐渐开始形成绢云母是水化白云母的观点,因此需要查明它们与水云母的关系、虽然很多作者倾向于把绢云母和水云母视为同一矿物,但是通常并没有把“绢云母”和“水云母”作为对义词来使里。浑如不考虑精细结构特征,只有那些非水化的和弱水化的高重折率的云母才归属于“娟云母.,而它们的强水化的低重折率的变种则归属于水云母。1

性质绢云母的晶体结构与化学组成绢云母的晶体结构

绢云母为层状含钾的铝硅酸盐,它是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式层。由于部分硅被铝替代,正电价不足而带负电,需由正离子补充。因此,硅氧四面体和铝氧八面体一样,虽本身结合坚固,但两个复式硅氧层之间的结合非常微弱。故绢云母很易沿着正离子所处的平面(001)裂开,而剥成薄片。2

当有铁离子进入晶格替代铝时,矿物的颜色就会带绿或黄。

绢云母在白云母矿物系列中的位置为:中粗鳞片状白云母一细鳞片绢云母一水云母一混合层云母·蒙脱石一蒙脱石。2

该系列的主要演变特征是:

(l)矿物生长温度由白云母至蒙脱石是逐渐降低的;(2)膨胀间层(Interlayer)从白云母的0至绢云母的5%左右,水云母5%一20%,逐渐增大,至蒙脱石达到100%;(3)膨胀间层的△d值由白云母的。,绢云母的0-0.15A,水云母的0.15一1.00A至蒙脱石逐渐增加。2

绢云母的化学组成特征

绢云母的主要化学组分(见附表)为:SiO2、Al2O3、K2O、H2O士。而Fe2O3、MgO(除因矿物纯度不够或加工时混入外),则为进入晶格替代部分的铝所致,如苏联绢云母。湖北绢云母硅低,铝高,可能由于铝进入晶格替代了部分的硅所致。从附表中可以看出,在不同国家和地区绢云母化学组成的变化,表明了它们生成的地域、时代、成因和物理化学环境的异同性。如瑞安的与美国的就比较接近。

在白云母矿物系列中,K2O是基本上从白云母开始沿系列逐步降低。而H2O士则从白云母开始沿系列渐次增高。当然有时白云母在生成后由于水化而使趋势模糊。2

绢云母中的微量元素

绢云母中的微量元素种类、含量,因地、因生成时代等物理化学条件而异。瑞安的绢云母中主要微量元素含量(PPm)为:Ag1.2;As0.7;Hg0.00;Pb61.0;Zn9.1;Cd0.13。微量元素的种类及含量与利用的关系密切,特别是在化妆品、食品容器等方面的应用,对As、Hg、pb、Zn、Cd等含量严禁超标,否则,需经处理,达标后才能应用。瑞安绢云母的微量元素的种类和含量可允许用于食品容器内壁涂料及油漆中。2

绢云母的物理化学特征1.绢云母的外表特征

绢云母的矿物集合体有玫瑰色、肉红色、灰绿色、浅灰紫色、灰一深灰色等。但粉末均为白色,佳者白度可达90(哈特)。而当铁进入晶格后,则使粉末白中带灰,白度随之降低。

绢云母呈细鳞片状(一般4ml/g。容积比的大小取决于比重，它们之间呈逆相关关系。容积比与利用有关。特别在化妆品中应用，要求具有较大的容积比。

绢云母的莫氏硬度为2-3，常见2-2. 25。按摆动仪测定为113-174s。原苏联测定为103-158s 2

3.绢云母的光学性质

绢云母具强烈的丝绢光泽。透明至半透明。有适度的光透射率和遮盖率，有反射紫外线的能力。上述性质决定了绢云母应用的独特性。

根据绢云母的光学性质、重折射率等，在红外光谱、X衍射图上可将其与白云母系列中的其他矿物区分。2

4.绢云母的力学性质

绢云母沿(001)的解理极完全，可剥离成极薄的细鳞片，它耐挠曲并富有弹性。

绢云母的抗张、抗压、抗剪强度较大，抗磨强度优于铜。附着力强，在水、油类等溶剂中，分散性较好。2

5.绢云母的热学性质

当温度达500-600'C时，绢云母仍能维持其机械强度，膨胀小，但开始“脱水”，加热至960℃时，才开始相变。耐火度为1630℃。

绢云母是热的不良导体，有较好的隔热性能。在100-600℃间，其导热系数平均值:0.67w/m·K，比热为0.87J/kg·K。 2

6.绢云母的电学性质

由于具有层状晶体结构，绢云母对垂直解理面的电力场有着极高的绝缘性。绢云母的体积电阻率为1014-1015Ωcm，表面电阻率1011-1012Ω.在200℃时，绢云母的电阻率没有什么变化，只有当温度升高至300℃时，电阻率才降低。

绢云母的介电常数为6-9MHz。在测定厚度为0. 025mm时，介电强度为110-130kV/mm，高于陶瓷的34-38kV/mm，更高于厚10cm的硬橡胶27-35kV/mm和厚lmm的酚醛树脂20-25kV/mm。

当绢云母的厚度为0. 015mm时，击穿电压为2. 5-5. 7kV,2

7.绢云母的化学稳定性

绢云母在冷盐酸中几乎不发生作用，当温度升至300℃时，才发生变化。在10%的H2SO4。中，耐酸度为97. 87。在30%的H2S04中，只有于沸腾状态下，才失去约30%的重量.在30%的NaOH溶液中，耐碱度为80. 67.这表明绢云母具有良好的耐酸碱的化学稳定性。它在水和空气中不会发生变化。 2

8.绢云母的pH值在6-8之间2

绢云母的其他性质 1.绢云母的抗反射性能强

当受到5X1014热中子/cm2照射时，最高温度达500℃时，绢云母尚可使用。 2

2.绢云母的药学性质

根据1977年版《中华人民共和国药典》，云母石〔性味〕甘、平.〔功能与主治〕下气、补中、敛疮、止血.用于气损气弱、眩晕;外治痈疽疮毒，金疮出血。而绢云母的性质是云母石中的佼佼者。2

3.绢云母的吸水性与吸湿性

吸水与吸湿均很小。一般吸湿从0%一0. 37%，常见0. 18%，吸水一般为0%一0. 18%. 2

4.绢云母的隔气、隔水性

当绢云母附着于物体表面时，能起到较好的隔气、隔水作用。2

特征绢云母属白云母的亚种，是层状结构的硅酸盐，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。解理完全，可劈成极薄片状，片厚可达1u以下（理论上可削成0.001u），径厚比大；与白云母相比：具有天然粒径小，易加工超细的特点。绢云母晶体化学式为：K 0.5-1 ( Al,Fe,Mg ) 2 ( SiAl ) 4 O 10 (OH) 2 ? nH 2 O ,一般化学成分：SiO 2 43.13~49.04%,Al 2 O 3 27.93~37.44%,K 2 O+Na 2 O9~11%，H 2 O 4.13~6.12%。1

分类中国的绢云母矿产资源储量大、分布也广，但值得开发利用的较少。根据绢云母的矿床成因，一般将绢云母矿床分为片岩型绢云母矿床（安徽滁州绢云母矿）、斑岩蚀变型绢云母矿床（江西景德镇柳家湾瓷石矿）、火山岩蚀变型绢云母矿床（浙南、福建南安等地石英绢云母岩）、次生石英岩型伊利石绢云母矿床（浙东火山碎屑蚀变型伊利石绢云母矿）、粘土岩型绢云母伊利石矿床（北京怀柔、川南等地伊利石粘土矿），其中主要以片岩型绢云母矿开发利用价值最大，因为该类绢云母矿的云母特征最为明显。3

开发利用绢云母隶属于单斜晶体，其晶体为鳞片状，具有丝绢光泽（白云母呈玻璃光泽），纯块呈灰色、紫玫瑰色、白色等，径厚比>80，比重2.6~2.7，摩尔硬度为2~3，富弹性，可弯曲，抗磨性和耐磨性好；耐热绝缘，难溶于酸碱溶液，化学性质稳定。测试数据：弹性模量为1505~2134MPa，耐热度500~600oC，导热率0.419~0.670W.(m.K)-1，电绝缘性200kv/mm，抗放射性5×1014热中子/cm2对照度。2

另外绢云母的化学组成、结构、构造与高岭土相近，又具有粘土矿物的某些特性，即在水介质及有机溶剂中分散悬浮性好，色白粒细，有粘性等。因此，绢云母兼具云母类矿物和粘土类矿物的多种特点。2

根据绢云母特性，应用领域广泛绢云母的晶体结构、物理化学特性及其他性质，决定了它具有广泛的用途，并能极大地改善产品的性能。2 **1.绢云母在涂料、油漆中的应用。**主要依据其丝绢光泽、白度高、分散性好、相对密度小、附着力强、反射紫外线、隔水、隔气等性质。

绢云母在涂料、油漆中应用后，性能改善主要是:光亮艳丽，日晒不易褪色，不易脱落，防锈性能提高，防腐蚀性增强。在涂料和油漆中均匀分散不易沉淀.

某厂在应用绢云母替代原配方中部分钦白粉后，油漆标准由国标而达到国际标准，可出口创汇，而成本反而下降，一举数得。2

**2.绢云母在日用化工中的应用。**主要依据其光泽、白度、片性、容积比、反射紫外线、适度的透射率和遮盖率、分散性好、药理性质。真正能起到防晒作用的化妆品，一定要有绢云母。化妆品加入绢云母后，容易徐抹均匀，有益于防治粉刺、疖、增强皮肤光泽，产生多层效果，加入牙膏中，可以增强止血、消肿等功能。2

**3.绢云母在塑料中的应用。**主要依据其丝绢光泽、白度、容积比大、分散性好、耐腐蚀、电学性能等。故在国外应用非常普遍，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯一丙烯睛共聚物、尼龙66、尼龙11,聚对苯二甲酸二丁脂、ABS等.我们在某厂阻燃工程塑料中’应用后，效果非常显著。原来该厂用阻燃剂RBT，产品收缩率大，机械强度达不到要求。在用绢云母部分替代后，收缩率、机械强度均达标，且色泽改观，成本大幅度降低.2

**4.绢云母应用于造纸，特别是白铜版纸。**主要依据其光泽、片性、白度、附着力强、分散性好、反射紫外线的能力等。国外的白铜版纸质优、光滑，其重要因素之一是用绢云母作为涂布材料。由于能反射紫外线，使纸色白经久且不易泛黄。 2

**5.绢云母应用于胶粘剂、橡胶等。**主要依据其光泽、片性、附着力强、分散性好、容积比大、滑腻、电性、抗反射性、药理性等.添加后使产品性能极大地改善。2

根据绢云母类型、品级、规格分别应用前面列举的应用，主要指纯绢云母，其中绢云母矿物的含量应达到)9000.而含量达不到要求时，应通过选矿以达到标准，才能符合应用。如果含量过低，加工及选矿成本过高，不宜于选纯时，则可另择用途。 2

当绢云母的纯度虽然达到要求，但由于其颗粒细微，不具丝绢光泽，白度又低时，则需要进行改性，或用于对光泽和白度要求不高的领域。 2

对于绢云母矿物含量)30%的矿石，选纯难度较大，成本高，其伴生矿物又复杂，如有石英、钾长石、高岭石、多水高岭石(埃洛石)、蒙脱石等，称为绢长岩(或绢英岩)。可以应用于陶瓷、炼铁高炉无水炮泥中。当然绢云母含量增高时，对陶瓷性能有明显改善。古时的绢云母瓷，质地细腻，光彩如玉。当今反而有失传之势。因此，今后在陶瓷中加入绢云母是提高我国陶瓷制品质量，在国际市场增强竞争力的重要方法之一。2

绢云母开发应用的经济效益和社会效益某矿山开采一热液裂隙充填的纯绢云母矿脉，脉宽仅0.2-2m,碉采，机械打眼。吨矿销售成本(包括税收)150元，售价300元/t，利润为150元/t。效益显著。 如果将绢云母矿加工，其效益更可观。某加工厂生产325目优质绢云母粉，销售成本为900元/t，售价为1800元，利润为900元/t。2

绢云母≥30%的绢长岩，伴生矿物如前所述，应有钾长石、高岭石、石英、蒙脱石。矿粉应有一定的滑感和粘性。对SiO2, Al2O3 ,K2O有一定要求，对有害杂质Fe2O3