云母矿资源概述

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。主要包括白云母、黑云母、金云母、锂云母等。工业上应用的云母矿物原料是白云母和金云母中的片云母和碎云母及绢云母。
    由于云母具有较高的电绝缘性、较好的透明度、极好的可剥分性、较高的化学稳定性、较好的还原性以及在高温状态下能保持上述优良的物理化学性能，因而它主要作为一种非常重要的绝缘材料广泛用于电子、电机、电讯、电器、航空、交通、仪表、冶金、建材、轻工等工业部门，以及国防和尖端工业领域。
    70年代以来，由于在电容器、电动机的绝缘支撑材料及电介质材料中使用的片云母已被由碎云母为原料制成的云母纸所代替，通讯电子管的绝大部分已被半导体集成电路所取代，引起消费结构发生根本变化，因此使片云母的需求量大幅度下降，而碎云母的需求量日渐增长。随着科学技术的发展，近年来云母矿物在建材、地质勘探、润滑、油漆、食品、化妆品等方面的应用不断扩展，碎云母和绢云母矿物原料将具有广阔的应用前景。

一、 矿石矿物原料特点

　
    云母可分为2个亚族及10个矿物种，其中具有工业价值的主要有白云母、镁硅白云母和金云母。云母矿物中常有微量的Ti、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Ga、Rb、Cs、Zr、Mo、Ag、Sn、Ba、Pb、Ca等类质同象代替。
    白云母的化学式为KAl₂［AlSi₃O₁₀］［OH］₂，其中SiO₂ 45.2%、Al₂O₃ 38.5%、K₂O 11.8%、H₂O  4.5%，此外，含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和F等。
    镁硅白云母的化学式为 (Fe²⁺、Mg) (Fe³⁺、Al³⁺) ［AlSi₇O₂₀］(OH)₄，它的成分特点是SiO₂含量比白云母和金云母的高，Al₂O₃含量介于白云母和金云母之间，MgO含量比白云母高，比金云母低。
    金云母的化学式为KMg₃［AlSi₃O₁₀］［F，OH］₂，其中K₂O 7%～10.3%，MgO 21.4%～29.4%、Al₂O₃  10.8%～17%、SiO₂  38.7%～45%、H₂O  0.3%～4.5%，含少量Fe、Ti、Mn、Na和F等。
    云母的光学性质、电学性质和物理机械性能如下：
    1)  多为单斜晶系，易呈叠板状或书册状晶形，多为菱形或六边形，有时形成假六方柱晶体。
    2)  {001}解理极完全，易于剥分，理论上可剥分成1.0nm左右，金云母可剥分成0.5nm或1.0nm左右薄片，云母的隐伏解理，即为打象和压象。
    3)  白云母薄片一般无色透明，但往往染有绿、棕、黄和粉红色调，玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。金云母通常呈黄色、棕色、暗棕色或黑色，玻璃光泽，解理面呈珍珠或半金属光泽。白云母的透明度为71.7%～87.5%，镁硅白云母为40%～56%，金云母为0～25.2%。
    4)  白云母莫氏硬度为2～2.5，金云母为2.78～2.85。白云母弹性系数为1 475.9×10⁶～2 092.7×106Pa。
    5)  云母的光学性质见表4.17.1。

表4.17.1　云母的光学性质

    6)  云母晶体的缺陷有针枞体和楔形构造，条带状破碎构造，晶体中的矿物包裹体有铁质斑点，常见矿物有黄铁矿、石榴子石、电气石、绿柱石、玉髓、长石、石英；金云母晶体中常包裹有尖晶石、透辉石、透闪石等。
    7)  云母的电学性质见表4.17.2。

表4.17.2　云母的击穿电压和击穿强度

    8)  云母的耐热性，中国一些白云母加热在100～600℃时，弹性及表面性质均不变；在700～800℃后，脱水、机械、电气性能有所改变，弹性消失，变脆；在1 050℃时结构破坏。金云母在700℃左右时，电气性能较白云母好。
    9)  云母的机械强度和密度见表4.17.3。

表4.17.3云母的机械强度和密度

二、 用途与技术经济指标

　　
    片状云母一般用于无线电工业用的电子管片和电容器片、电机制造用的云母薄片，日用电器装置、电话、照明等使用的各种规格片。碎云母可生产各种云母纸，作绝缘材料，广泛用于电气工业中；生产各种云母粉，多用于油毡屋面材料中，也可用于电缆包裹层及电焊条生产；还有用于生产云母陶瓷、云母熔铸制品、云母增强塑料，珠光颜料及新型云母建材等。
    工业上利用的初级原料称为工业原料云母，是指矿山采出的原矿，经初步选矿取得的两面平整、有效面积均大于或等于4cm²的云母块。工业原料云母外观质量条件：有效面积内不允许有裂缝、穿孔、粘结、皱纹、嵌填物、连生物和羽毛状梗子层，不允许有完全丧失弹性和挠曲性的风化云母；云母晶体不允许有易脱落的云母碎块，也不允许晶体表面有非云母矿物和全片黑云母覆盖层；云母晶体边缘上的非云母矿物，沿径向不得超过3mm，凹入角的非云母矿物深度不得超过7mm；楔形云母最厚边的最大厚度不得超过10mm；板状云母晶体厚度不限。
    工业原料云母按云母晶体按任一面的有效面积最大一块的内接矩形分成：特、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ5类，按斑点所占有效面积的比例分为甲、乙两级。用工业原料云母加工成厚0.1～2mm，有效面积大于等于4cm²任意外形的云母片称为厚片云母，根据外观质量和用途，分为特、甲、乙、丙4级，按片内最大内接矩形面积分为9个型号。厚片云母进一步剥分加工而成薄片云母。应选代表性样品进行电气性能试验，其击穿电压不得低于有关要求。
    碎云母是指采出的细云母和加工剥片后的废渣及零件加工后边角料的总称。据中华人民共和国专业标准ZBQ-6303-87，按使用要求，将碎云母分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。Ⅰ类用于抄造非煅烧型粉云母纸；Ⅱ类用于抄造煅烧型粉云母纸，Ⅲ类用于磨制云母粉。其质量指标应符合表4.17.4规定。

表4.17.4  碎云母质量指标

    各类制品对碎细云母原料的其他要求归纳如下：
    云母纸对造浆云母鳞片的技术要求：鳞片厚度应在微米级或更薄，各片厚度要均一，鳞片直径与厚度之比较大，一般应大于50，能大于100更好，但应满足不同的浸透要求，云母鳞片的面积大小均一，表面缺陷较少，清洁纯净。
    天然云母陶瓷（云母玻璃）对云母粉的要求：云母粉为白色，水分小于1.5%，磁性物含量小于0.02%，pH值7.0～8.0，砂石含量小于0.1%，HCl可溶物含量小于4%。
    合成云母陶瓷（云母塑料）对云母粉的要求：云母粉大于98%，玻璃相小于0.8%，碳化物小于0.02%，橄榄石、莫来石小于0.5%，Fe、Ca杂质小于0.2%，其他小于0.2%。
    云母陶瓷又因其成型工艺的不同，对云母粉的粒度有一定的要求，通常热压成型使用的云母粉以－60+120目为主。压铸成型使用的云母粉以－80+120目为主。
    绢云母是白云母呈致密块状微晶集合体的亚种。可剥分成厚1μm以下的极薄片，用作填料及石油钻井泥浆内。目前对其质量尚无统一要求。一般要求其细度作造纸填料为0.2～1μm，作塑料填料为20～200目，作橡胶填料为160～250目；作陶瓷配料，要求白度高、塑性好；在涂料中，要求具有较细的细度，耐热度不小于500℃。

三、 矿 业 简 史

    云母矿物由于晶体大，色彩艳丽，很早就被人类利用。中国古籍中对其称谓记载就有：花皮连、天冰、天皮、地金、老刮金、千层纸、元面、云米赤及雄黑等。敦煌莫高窟中唐112窟所用的颜料闪光发亮，经Ｘ射线衍射分析，是天然白云母经细碎研磨而成。显色效果极佳。
    虽然中国很早就已认识和利用白云母和金云母，但对云母矿床正规的勘查工作是在中华人民共和国建立以后，从1952年开始相继对四川丹巴及内蒙古土贵乌拉的白云母矿床进行了普查勘探并取得了较好成果。1958年在山西繁峙召开了全国云母会议，决定大力开展云母的普查勘探工作，当年，新疆阿勒泰云母矿床的发现，在中国云母资源的开发方面起了很大作用，同时也为云母矿床的普查勘探工作积累了经验。随后，江苏东海镁硅白云母矿床的发现并被工业所利用，在中国增添了新的工业云母种属。内蒙古乌拉山、大别山、秦岭、辽宁、四川及云南等地的云母矿床相继发现，扩大了云母资源。80年代以来，建材、地矿等部门开展对碎云母、绢云母矿的普查。经详查，探明了河北灵寿谭庄乡山门口碎云母矿，在内蒙古、辽宁、湖北等地发现绢云母矿点，在碎云母和绢云母的工业应用研究方面也取得了进展。
    中国在20世纪50年代至70年代中期，曾将白云母、金云母列为战略资源，最早开采的是四川丹巴云母矿，以后新疆、内蒙古、山西、河北、山东、河南、陕西、云南等省、自治区的云母矿相继开采。主要国有矿山有新疆阿勒泰、四川丹巴、内蒙古土贵乌拉等矿山，还有上百个县办、乡镇及个体矿山。1978年前，工业原料云母的年产量为1 700～2 500t，1978年后，产量逐年下降，原因是云母消费结构发生了根本变化所致。