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白云母(Muscovite)也叫普通云母、钾云母或云母,是云母类矿物中的一种。白云母是良好的电绝缘体和热绝缘体,并且它能够大量出产,因此具有重要的经济价值。一般它产于变质岩中,但也产于花岗岩等岩石中。白云母并非只是白色,它可以是较淡的褐、绿、红色到无色,具有玻璃光泽到丝绢光泽。形状为大板块状,六方晶体或细粒的集合体。

介绍

矿物简介

白云母

白云母

白云母,化学组成: KAl2[Si3AlO10](OH,F)2,理想的组份是八面体片含 Al 3+,也可少量地被 Fe 3+ 、 Mg2+ 、 Fe 2+ 甚至 Mn2+ 、 Cr 、 V 等所置换。白云母具有高度完全的底解理、颜色淡白。薄片富弹性的特点。

形成过程

白云母(图1)

白云母(图1)

白云母是分有很广的造岩矿物之一,在三大岩类中均有产出。泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母变质程度稍高时,成为白云母。酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。所谓绢云母化作用是中低温蚀变作用之一,能形成大量绢云母。 白云母风化破碎成极细的鳞片,既可以成为碎屑沉积物中的碎屑,也可以是泥质岩的矿物成分之一。
白云母斜方柱晶类,通常呈板状或片状,外形成假六方形或菱形。柱面有明显的横条纹。双晶常见,多依云母律生成接触双晶或穿插三连晶。
云母片岩主要出现于酸性岩浆岩;此外,还常出现于云英岩、变质片岩和片麻岩中。产于花岗岩中的白云母,常形成具有工业价值较大的晶体;伟晶岩中白云母的形成是多阶段的;热液金属矿床和热液变质岩中,绢云母华作用很普遍,形成绢云母;在变质岩中白云母分布很广,它是粘土质岩石在较高温度和的参与作用下形成。

理化特性

白云母(图2)

白云母(图2)

白云母的特性是绝缘、耐高温、有光泽、物理化学性能稳定,具有良好的隔热性、弹性和韧性。经加工成云母粉还有较好地滑动性和较强的附着力。由于云母和云母粉本身的性能,主要有如下用途:日用化工原料、云母陶瓷原料、油漆添料、塑料橡胶添料、建筑材料、用于焊条药皮的保护层、用于钻井泥浆填加剂,
白云母,属于矽酸盐类,化学式为:KAl2(AlSi3010)(OH)2,单斜晶系,硬度2.5-4,比重2.77-2.88,在天然环境下常呈板状假六面形晶体、片状或鳞片状。颜色从无色到白色,有时也会呈绿色、棕色等,条痕为无色,具有

化学成分

化学成份
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

物理性质

硬度: 在 上为 2-3, 垂直 为 4
比重: 2.76-3.10g/cm 3
解理: 解理极完全,有的具( 110 )和( 010 )裂理
颜色: 浅黄、浅绿、浅红或红褐色
透明度:透明至半透明
光泽: 玻璃光泽,解理面上现珍珠光泽
其他: 薄片具显著的弹性。绝缘性隔热性都特强玻璃或珍珠光泽。有发育非常良好的底面解理,所以常可以将云母一片片的撕下来。

主要用途

白云母(图4)

白云母(图4)

在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业超细云母粉作塑料、涂料油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械强度,增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外,又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、 形态规则、附着力强等特点.
工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;
其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。
云母碎云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。

资源特点

白云母(图5)

白云母(图5)

白云母矿的质量由三大因素决定,即有效使用面积的大小;影响有效面积的外观质量,如剥分性、斑点等;晶体的电气性能,如绝缘性、电阻率、介电常量、介质损耗角等。
白云母是分布很广而且很常见的造岩矿物,亦为花岗岩中的主要矿物。在某些片状的岩石中,它会以细小的纤维状出现,因为具有丝状光泽而被称为绢云母(Sericite)。大型的白云母矿场分布在俄罗斯与印度。为什么会叫作“Muscovite”呢?这是因为俄罗斯人有时会以它用来代替玻璃,所以它叫作“苏俄玻璃”,再转过来的。
中国白云母矿以内蒙古天皮山1号脉最好,为中等片,并有少量大—特大号云母。工业原料云母出成率为40%-60%。少斑点,乙、丙级参半。三大白云母矿区总体比较,以四川省丹巴的云母质量最好,产出较多的大号、特大号云母片。内蒙古土贵乌拉天皮山所产云母居第2位,新疆阿勒泰云母居后。
白云母、金云母单一矿床规模一般不大,工业原料云母储量从几十吨至数千吨,上万吨者罕见。内蒙古土贵
白云母(图3)

白云母(图3)

乌拉白云母矿探明工业原料云母储量3.7万t,其规模为中国第一,世界之最。新疆阿勒泰成矿带累计探明工业原料云母储量6万t,为世界上著名矿带之一。
伟晶岩型白云母矿体中,白云母通常与长石、石英共生。在阿勒泰伟晶岩带中还有水晶、绿柱石及祖母绿宝石等产出。
白云母矿山规模较小的多宜于露天开采。内蒙古土贵乌拉和四川丹巴等规模大的云母矿,需采用地下开采。中国云母矿一般开采深度为40-80m,只有上贵乌拉白云母矿采深有的超过100m。
中国白云母、金云母矿石一般易于剥分,河北灵寿碎云母矿的可选性能良好。

矿床分布

白云母片

白云母片

白云母矿产于伟晶岩脉中,而伟晶岩脉则呈带状分布,并多成群密集出现。伟晶岩脉群呈疏密相间、断续延伸或斜列排列。密集带宽几百米至数千米,长几千米至1万余米,断续延长可达几万米。
伟晶岩脉的围岩多为古老变质岩系,变质程度深达角闪岩相。这种变质岩系呈带状展布,宽几千米至几万米,长几万米至几十万米,有的断续延长达数百万米。例如内蒙古土贵乌拉白云母矿床所赋存的伟晶岩产于近东西向延展的阴山山脉中,即基底变质岩系之中。
在伟晶岩脉密集带中,白云母矿化相对良好。例如新疆阿勒泰白云母成矿带中的阿尤布拉克矿区,在10平方公里内有伟晶岩脉263条,岩脉密度为26条/平方公里,单位面积白云母储量达780t/平方公里。而库威成矿区在330平方公里内有岩脉1800条,其密度为5条/平方公里,单位面积白云母储量因而相对较少,只有68.5t/平方公里。那森恰矿区岩脉密度居中,40平方公里内有600条脉,15条/平方公里,储量亦居中,为439.7t/平方公里。
白云母(图6)

白云母(图6)

少量块白云母矿床分布于浅变质岩系绿片岩相中,以及在千枚岩—板岩相岩系之中,例如福建、广西、广东等一些矿床。矿床一般成带性不明显,成矿远景亦不大。
伟晶岩型及变质岩型白云母矿床分布地层时代古老,主要是元古宇、太古宇及古生界。产于元古宙—太古宙的矿床占大部分,中国内蒙古、山东、河南、山西、江苏、湖北等地的矿床皆属之。世界上印度、原苏联、美国及巴西等国的主要矿床亦为元古宇—太古宇。中国下古生界中有新疆阿勒泰及广东的矿床,上古生界中有四川丹巴的矿床。
产于较新地层中的白云母矿床为数极少。西藏南部洛扎县白云母矿床分布于早—中三叠世地层中,是目前所知的世界云母矿床分布的最新地层。

矿床产生

白云母(图7)

白云母(图7)

1、所赋存伟晶岩脉的围岩为较老的片麻岩;
2、内蒙古土贵乌拉和乌拉山的伟晶岩脉分布很广,但却找不到与其有成因关系的花岗岩;
3、四川、河南、陕西、青海等地的白云母矿区外围的变质岩遭受强烈的混合岩化和花岗岩化,而且可以观察到从混合岩渐变为伟晶岩的现象;
4、新疆阿尔泰地区含云母伟晶岩形成的同位素年龄为219Ma,变质岩形成年龄为228Ma,二者甚为接近。
由此可以认为,白云母矿床是经过变质作用、花岗岩化作用和伟晶化作用多阶段而产生的。长英质混合岩→混合花岗岩→伟晶岩脉是连续渐变过程,在这一过程中SiO2、CaO、Na2O含量递减,而Al2O3、K2O及H2O逐步富集。在这种变化过程中,其间存在化学成分上的突然变化面,被称为伟晶岩化面。

质量区分

白云母(图8)

白云母(图8)

研究发现,白云母的质量与围岩的化学性质及控矿裂隙性质密切相关。影响云母质量的主要因素之一是铁质斑点的多少。新疆阿勒泰所产云母斑点多时可占云母有效面积的30%-50%,因此,在中国四川、内蒙古、新疆三大白云母产区中以新疆白云母质量最差。铁质斑点的铁质来源于围岩,成矿流体与围岩接触面越大,铁质进入流体的机会就越多。不同类型的裂隙结构面不仅使伟晶岩脉的形态不同,而且直接影响流体对围岩的同化作用的多少。张性或张扭性裂隙产生较多的围岩角砾,进入流体中便为捕虏体,因此在单位距离内流体与围岩的接触面积就较大,而压性或压扭性裂隙则接触面积相对较小。结果自然是张性或张扭性裂隙中产出的白云母铁质斑点含量高,即质量较差,而压性或压扭性裂隙中所赋存的白云母则铁质斑点含量较低,质量较优。
对阿尔泰阿尤阿拉干矿区控脉裂隙结构面与白云母含铁质斑点的多少统计表明,压性或压扭性裂隙的云母含铁质斑点0%-10%,而张性或张扭性裂隙中的云母含铁质斑点达15%-35%之高。

矿石特征

矿物组成

白云母白云母伟晶岩矿石的主要矿物为微斜长石、长石、石英和白云母等,次要矿物为黑云母、铁铝榴石、电气石、磷灰石、绿柱石和钛铁矿等。
碎细白云母矿床白云母一般占50-70%,钾长石及石英占10%左右,微量矿物为磁铁矿和褐铁矿
矿石包括白云母及其亚种(绢云母)和较少见的钠云母;工业上尤其是电气工业中常用的是白云母和金云母。

理化特性

白云母的化学式为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
白云母多为单斜晶系,呈叠板状或书册状晶形,发育完整的为具有六个晶体面的菱形或六边形,有时形成假六方柱状晶体。
2、解理、打象或压象
白云母具有完善的解理,可以剥分。理论上白云母能剥分成10左右。
白云母晶体的隐伏解理,即为打象和压象。
3、颜色、光泽和透明度
白云母薄片一般无色透明,但往往染有绿、棕、黄和粉红等色调;玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。
白云母的透明度为71.7-87.5%。
4、硬度和弹性
白云母莫氏硬度为2-2.5,白云母的弹性系数为(1475.9-2092.7)×106Pa(15050-21340kg/cm2)。

选矿

形状

根据白云母晶体与脉石的形状不同,在筛分中透过筛子的筛缝、筛孔的能力不同,使白云母和脉石分离。选别时,采用一种两层以上不同筛面结构的筛子,一般第一层筛筛网为条形;第二层筛筛网为方形。当原矿进入筛面后,由于振动或滚动作用,片状白云母及小块脉石可以从条形筛缝漏至第二层筛面;因第二层是格筛,故可筛去脉石留下片状白云母。形状选矿法具有流程简单、设备少、生产率高、分选效果好等优点,因而在白云母矿山中得到了广泛应用。

方法流程

a、浮选
依据白云母与脉石的表面物理化学性质的不同进行分选。矿石经破碎、磨矿使白云母单体解离,在药剂作用下,白云母成为泡沫产品而与脉石分离。白云母浮选可以在酸性或碱性矿浆中进行,长碳链醋酸胺类的阳离子和脂肪酸类的阴离子为白云母的捕收剂。白云母浮选工艺流程中需经过三段粗选、三段精选,才能获得白云母精矿。因此,白云母矿石浮选用以回收伟晶岩和白云母片岩中14目以下的白云母和细粒云母。在中国,白云母矿石浮选尚未得到生产应用。
b、风选
白云母风选多通过专用设备来实现。其工艺过程一般为:破碎→筛分分级→风选。矿石经过破碎之后,白云母基本上形成了薄片状,而脉石矿物长石、石英等呈块状颗粒。据此,采用多级别的分级把入选物料预先分成较窄的粒级,据其在气流中的悬浮速度之差异,采用专用风选设备进行分选。风选法适用于水源缺乏地区,已用于实际生产。

开发案例

四川丹巴云母矿选矿厂
该厂入选原矿品位为9.1kg/m3,其中片云母占44%。
原矿经人工拣选出大片云母后,给入选矿厂固定棒条筛,筛缝尺寸为100mm。+100mm物料进入颚式破碎机破碎后,与棒条筛筛下产品一起进入XB-602型振动筛分选。该筛有两层筛网,上层是角钢制成的棒条筛,筛缝宽20mm;下层为20×20mm方孔筛网,经分选后得3种产物:大于20mm筛缝尺寸的物料,从中手选出白云母和连生体,连生体由人工破碎后手拣出大于4cm2的白云母;小于20mm筛缝、大于20mm方筛孔的物料,也从中手选出白云母和连生体,连生体人工破碎后拣出大于4cm2的白云母;小于20mm方筛孔的物料全部废弃,作为尾矿。
该厂生产能力为10t/h,精矿品位100%,回收率92%。
灵寿云母矿选矿厂
该厂入选原矿碎片白云母占56-68%,钾长石及石英占10%左右,磁铁矿和褐铁矿微量。
首先对原矿进行破碎,达到单体分离。然后进行分级,分成数个较窄粒级进入风选作业。风选作业的主要设备是φ800振动式空气分选机和旋振筛。风选前矿石破碎,采用锤式破碎机解离。入选最佳粒度3-0.25mm。采用预先分级、控制分级可提高风选设备的有效处理能力,减少风选作业段数,保证精矿质量。
该厂生产能力0.8-1.0t/h,精矿平均品位99.06%,回收率82.27%。
美国风化云母伟晶岩选矿厂
美国亚拉巴马、哲吉尔和北卡罗来纳州的风化云母伟晶岩,含白云母14-16%。伴生的主要脉石矿物有石英、高岭土、长石,此外还有少量黑云母、褐铁矿、电气石、十字石、石榴石、绿帘石和蓝晶石
选矿流程包括重选和浮选两部分。重选采用汉弗莱螺旋选矿机。目的是除去粗粒尾矿。重选所得粗精矿进入浮选。浮选前采用3个调和槽。第一个调和槽加入木质素磺酸盐(或硅酸钠)分散矿泥,再加入碳酸钠调整矿浆pH值为10左右;第二个调和槽加入脂肪胺醋酸盐阳离子捕收剂,使之与白云母的侧面发生作用并吸附其上;第三个调和槽内加入脂肪受胺醋酸盐阳离子捕收剂,使之与白云母的层面发生吸咐作用,再加入起泡剂。经过一次粗选三次精选后得到白云母精矿。白云母精矿品位98%,回收率85%。

开发利用

现状

中国云母矿已开采利用矿区曾有30余个,主要产地有:新疆阿尔泰白云母矿、四川丹巴白云母矿、内蒙古土贵乌拉白云母矿、陕西丹凤白云母矿、吉林集安金云母矿、河南镇平金云母矿及河北曲阳白云母矿等。
大多在生产工业原料的同时生产碎云母及其制品。某些冶金企业也从选矿尾矿中回收碎细云母,供应市场。
新疆非金属矿公司、四川丹巴云母矿、雅安云母厂以及内蒙古土贵乌拉云母矿等,生产云母粉和云母制品。生产云母纸的有四川雅安云母公司,供全国27个省市350多家企业使用,产品并试销国外。新疆云母一厂生产耐高温云母板,生产云母粉的厂家有雅安云母厂、河北灵寿等地,产品除满足国内需求外,尚可出口。

存在问题

1、综合利用率低:白云母的综合利用,国外已做到工厂无废料,原料百分之百利用。中国白云母综合利用率约40%,还有待于扩大其应用领域。
2、应用领域较窄:近几年来,白云母综合利用领域不断扩大,在建材、防震、润滑、有机和无机复合材料、密封材料等领域取得了较好的应用。综合加工的产品有10类,100多品种。中国应用领域相对较窄,

解决对策

加强技术研究,提高综合利用率及不断扩大应用领域,拓宽市场。

发展趋势

从总的趋势看,由于人工合成白云母大晶体的成功,世界上对大片白云母的需求量将逐渐减少,因而天然大片白云母的开采量将逐年降低。然而对碎片白云母的需求则将继续增加。世界上现有优质白云母还远远不能满足需要,合成白云母的研制正在加快进行。
当前白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。
白云母综合利用产品----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。
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。但作为白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白云母绝缘材料主要用云母纸代替云母薄片。1987年中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。中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年中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)云母粉市场中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。

藏品信息

中国地质博物馆白云母藏品图片

中国地质博物馆白云母藏品图片

图片描述:中国内蒙古自治区古丰镇的白云母(Muscovite)的标本照片。条痕:近白色。光泽:玻璃光泽,节理面珍珠光泽。透明至半透明。解理:{001}完全。硬度:垂直解理面时硬度是4,顺着解理面硬度是2-3。比重:2.76-3.10。绝缘性能极好。
保存单位:中国地质博物馆
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