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文檔簡介

八、滑石東北大學(xué)礦物材料與粉體技術(shù)研究中心高鵬第三章、非金屬礦物分述8.1、滑石基本特征化學(xué)組成Mg3[Si4O10](OH)2——MgO31.72%,SiO263.52%,H2O4.76%。實(shí)際資料證明,天然滑石,接近理論值。學(xué)成分比較穩(wěn)定,Si有時(shí)被Al代替,Mg可被Fe、Mn、Ni、Al代替。這種礦物由于質(zhì)軟光滑,具有很強(qiáng)的滑膩感,故稱為滑石物理性質(zhì)無色透明或白色,但因含少量雜質(zhì)而呈現(xiàn)淺綠、淺黃、淺棕甚至淺紅色。珍珠光澤。硬度1。{001}解理完全。有滑感。密度2.58-2.83g/cm3?;木w結(jié)構(gòu)屬單斜晶系,由硅氧四面體構(gòu)成硅氧層,在尖端彼此相對(duì)的上下兩層硅氧層中間,是氫氧鎂石層,兩層硅氧層和一層氫氧鎂石層所組成的復(fù)網(wǎng)層是呈電中性的,層與層之間靠較弱的分子間作用力聯(lián)系,所以滑石晶體具有良好的片狀解理?;に囂卣魅缦拢?1)電絕緣性能。滑石本身不導(dǎo)電,當(dāng)滑石中不含導(dǎo)電性礦物如菱鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦等時(shí),其絕緣性能良好。以滑石為原料制成滑石瓷,具有高度絕緣性,體積電阻率大于1012Ω·m。(2)耐熱性?;饶蜔嵊植粚?dǎo)熱,耐火度高達(dá)1490~1510℃。滑石經(jīng)煅燒,其力學(xué)強(qiáng)度和硬度增高,但收縮率很低,膨脹率也很小,是一種耐高溫礦物。(3)化學(xué)穩(wěn)定性。滑石與強(qiáng)酸(硫酸、硝酸、鹽酸)和強(qiáng)堿(氫氧化鉀、氫氧化鈉)一般都不起作用。在煮沸的1%六氯乙烷中僅溶解2%~6%。滑石粉在400℃的高溫下和其他物質(zhì)混合,不起化學(xué)變化。(4)吸油性和遮蓋力。滑石粉對(duì)油脂、顏料、藥劑和溶液里的雜質(zhì)都有極大的吸附能力。用摩擦法試驗(yàn),滑石粉吸油量可達(dá)49%~51%。超細(xì)磨滑石粉由于其分散性好,表面積大,涂在物體表面遮蓋面積大,可形成一層均勻的防火、抗風(fēng)化薄膜。由于它具有這種特性,故在藥劑、涂料、油氈工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。(5)潤滑性?;|(zhì)軟,具滑膩感,摩擦系數(shù)在潤滑介質(zhì)中小于0.1,是優(yōu)良的潤滑材料?;瘞r隨滑石含量的增高,潤滑性能增強(qiáng),反之則下降。(6)硬度可變性。如把滑石逐步加溫至1100℃約2h后再慢慢冷卻,它的外形不變,但硬度卻大大增高,主要是因?yàn)榇藭r(shí)的滑石已相變?yōu)樾鳖@輝石。制造塊滑石瓷就是利用這一特性。(7)機(jī)械加工性能好。用滑石碎塊或滑石粉加入膠粘劑,采用半干壓法、濕壓法、擠壓法或可塑法等進(jìn)行加工成型,產(chǎn)品性能不變。利用這一特性,可以制造人們所需要的各種形狀的產(chǎn)品,從而擴(kuò)大了滑石的應(yīng)用領(lǐng)域。8.3、滑石的提純

滑石的分選方法有干法和濕法分選,干法適宜品位較高的礦床,包括手選、電選、磁選和光電選礦等;濕法則適用于品位較低的礦床,包括浮選法和擦洗法兩種。(1)浮選。浮選滑石時(shí)所用的浮選劑:捕收劑為煤油,起泡劑為2號(hào)浮選油(甲基異丁基甲醇,簡稱MIBC);活化劑為硫酸;抑制劑通常是石灰;礦漿pH值調(diào)整劑用硫酸和石灰?;∵x流程比較簡單,只需一次粗選、一次掃選、2~4次精選就可獲得最終精礦。

(2)擦洗。滑石擦洗選礦是濕法選礦中的另一種方法,它是由擦洗機(jī)和水力旋流器來完成的,包括研磨、擦洗、沉淀、濃縮、離心脫水和干燥等工序。這種方法較簡單,但目前應(yīng)用不多。此法產(chǎn)品回收率低。

(3)手選。手選是根據(jù)滑石和脈石礦物滑膩性的不同采用手工形式進(jìn)行的挑選?;哂辛己没佇?,品位越高,滑膩性越好,憑手感極易鑒別。國內(nèi)大部分滑石礦山常采用手選生產(chǎn)高級(jí)滑石塊。

(4)靜電選礦。滑石礦中通常含有菱鎂礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、透閃石等礦物,嵌布粒度為0.5mm左右。在靜電場中滑石帶負(fù)電荷,菱鎂礦帶正電荷,而磁鐵礦和磁黃鐵礦均為優(yōu)良導(dǎo)體,因而在電場中很容易將上述礦物分開。(5)光電揀選。光電揀選是利用滑石和雜質(zhì)礦物表面光學(xué)性質(zhì)的不同而分選的方法。利用滑石在紫外線照射下發(fā)出白色熒光的特征,采用索特克斯621型光選機(jī),如美國塞浦路斯滑石公司采用此法將滑石含量僅為30%的貧礦富集到滑石含量達(dá)69%的富礦,最后磨細(xì)到200目進(jìn)行浮選,獲得品位99%的化妝品級(jí)滑石。

(6)磁選。滑石精礦除要求具有一定的細(xì)度外,還要具有一定的白度。由于礦石中染色鐵礦物的存在,需要用磁選除去含鐵礦物。采用濕式磁選可使滑石精礦含鐵量從4%~5%降到1%以下。(7)滑石煅燒提純。在某些類型的滑石礦中,有時(shí)伴生滑石石墨片巖。由于富含炭質(zhì)使得滑石呈深灰色甚至黑色,這將嚴(yán)重影響其應(yīng)用。提純這種滑石的一般方法是將礦石在1200~1300℃下煅燒,然后進(jìn)行篩分和強(qiáng)磁選處理。溫度越高,煅燒后滑石的白度越高,煅燒白度最高可達(dá)90%以上。目前煅燒設(shè)備大多采用梭氏窯、隧道窯和回轉(zhuǎn)窯。8.4、滑石粉的制備

(1)滑石的粗碎和篩分。粗碎一般采用顎式破碎機(jī),中細(xì)碎一般采用反擊式破碎機(jī)。篩分可結(jié)合破碎作業(yè)同時(shí)進(jìn)行,常采用固定鋼條篩和自定中心振動(dòng)篩兩種。(2)滑石的超細(xì)粉碎和分級(jí)。目前滑石的粉碎加工主要采用干法工藝。對(duì)濕法粉碎雖有研究,但工業(yè)上很少使用。干法生產(chǎn)設(shè)備主要有高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)、離心自磨機(jī)、旋磨機(jī)以及振動(dòng)磨、攪拌磨等。8.5、滑石的應(yīng)用

(1)在塑料中的應(yīng)用滑石在塑料工業(yè)中應(yīng)用對(duì)象主要是汽車工業(yè)、家電、日用及通用塑料行業(yè)?;劬哂械湫偷镊[片狀粒子,在提高材料耐熱性能和抗彎曲性能方面,具備其它形狀粒子沒有的先天條件。所以倍受需要改善材料抗彎曲性能、硬度或耐熱性等應(yīng)用廠家的關(guān)注,且已經(jīng)應(yīng)用到許多功能性材料上。其中滑石粉可以作為聚丙烯的異相成核劑,對(duì)聚丙烯材料的結(jié)晶性能起到一定的影響。塑料工業(yè)對(duì)滑石質(zhì)量指標(biāo)的要求如下:(1)純度。對(duì)于不同用途的塑料其純度要求不一樣,用于普通塑料填料的滑石,并不要求很高的純度,高檔塑料的滑石一般要求較高的純度,但并非絕對(duì)如此。含有透閃石的滑石礦粉,其中透閃石的纖維狀構(gòu)造對(duì)塑料性能的改善也有很大益處;(2)白度。塑料工業(yè)對(duì)于滑石的白度要求一般說來可以分為兩類,一是用于白色或乳白色等塑料要求白度較高的滑石,二是用于灰色或黑色塑料方面則各種級(jí)別的滑石均適用;(3)粒度。用于塑料方面的滑石最初的粒度主要以200目及325目為主,到后來所用滑石的粒度越來越細(xì),最細(xì)的滑石其最大粒徑小于1.5μm。

8.5、滑石的應(yīng)用

(2)在造紙中的應(yīng)用我國滑石粉在未來幾年內(nèi)仍居造紙?zhí)盍现鲗?dǎo)地位。據(jù)專家介紹,我國滑石粉50%以上用于造紙工業(yè),是造紙業(yè)界消費(fèi)量最大的傳統(tǒng)白色礦物原料。1)造紙?zhí)盍?。有利于改善紙張平滑度、不透明度和印刷適性;磨耗值??;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;與施膠劑有良好結(jié)合,防止印刷油墨滲透;具有親油性,可吸附有機(jī)物質(zhì),使白水及漿料系統(tǒng)保持潔凈,作為填料同時(shí)也收到免除樹脂障礙的效果,在廢紙脫墨中有助于油墨的脫除,這是高嶺土和碳酸鈣填料所不能比擬的。

2)樹脂吸附劑?,F(xiàn)代化高速紙機(jī)的全封閉生產(chǎn)系統(tǒng),單一使用GCC填料(重質(zhì)碳酸鈣)時(shí)陰離子沉積問題較為嚴(yán)重,而滑石在解決這一問題方面具有特殊的功效。3)造紙涂料?;塾糜谕坎碱伭暇哂幸韵聝?yōu)點(diǎn):高自然白度,一般不需化學(xué)漂白,加工成本低;可提高涂布紙表觀白度、柔軟性、平滑度,提高或保持紙頁光澤;賦予紙張良好的印刷適性和操作性;能配制高固形物含量的涂料,該涂料具有良好流變性和穩(wěn)定性;由其制成的涂布紙?jiān)趬汗鈾C(jī)上可獲得高整飾度,并可減少涂料中潤滑劑的使用量。

(3)油氈工業(yè)

一般質(zhì)量較差的滑石粉,特別是對(duì)于含鐵量較高的滑石粉,大多用于制造油氈、屋面紙、瀝青瓦、屋面板的填充料和防火、防水的涂料以及防粘粉。有大約15%的滑石粉用于油氈工業(yè)。(4)日用化學(xué)工業(yè)高品質(zhì)的滑石粉在國內(nèi)外都用于制作高級(jí)化妝品或用于醫(yī)藥工業(yè)中,它作為摻加料用來吸附油脂和香料,制造各種高檔化妝用品以及牙膏、肥皂等;或在醫(yī)藥中用來配制各種藥膏、藥粉和防護(hù)油等。這方面的用量在歐美國家一般占滑石消耗量的15%左右,在我國一般占年產(chǎn)量的4%~6%。

(5)陶瓷工業(yè)在現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中,加入滑石粉陶瓷制品具有不同的性能。如當(dāng)加入15%的滑石粉時(shí),產(chǎn)品韌性強(qiáng),半透明,色彩明亮;當(dāng)加入30%~40%的滑石粉時(shí),可制造出堇青石質(zhì)陶瓷制品;當(dāng)加入50~60%的滑石粉時(shí),制造的粘土陶瓷是一種鎂質(zhì)瓷,其熱穩(wěn)定性高,熱膨脹系數(shù)低,絕緣性能好,介電損耗小,廣泛用于無線電陶瓷中;加入40%~80%的滑石粉時(shí),可使建筑陶瓷如瓷磚、瓷片等具有極小的熱膨脹性和濕膨脹性,強(qiáng)度高,不產(chǎn)生龜裂,色彩美麗?;圻€是陶瓷業(yè)用的釉料中不可缺少的原料。不過在我國陶瓷工業(yè)中用滑石粉作為主要陶瓷坯料還是比較少的,一般僅在釉料中使用,故其用量僅占滑石粉產(chǎn)量的1%~2%;而美國用于陶瓷工業(yè)上的滑石,要占總消耗量的35%,在世界上居首位。(6)橡膠電纜工業(yè)作為填充料和絕緣材料與橡膠混合,制造各種橡膠產(chǎn)品和電纜膠皮,它可增強(qiáng)橡膠的堅(jiān)固性能和絕緣性。在我國用于這方面的滑石粉占年產(chǎn)量的2%。

(7)涂料工業(yè)由于滑石粉吸油性強(qiáng),易在油中

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