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1、八、滑石,东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏,第三章、非金属矿物分述,8.1、滑石基本特征,化学组成 Mg3Si4O10(OH)2 MgO 31.72%, SiO2 63.52%, H2O 4.76%。 实际资料证明，天然滑石，接近理论值。学成分比较稳定，Si有时被Al代替，Mg可被Fe、Mn、Ni、Al代替。这种矿物由于质软光滑，具有很强的滑腻感，故称为滑石 物理性质 无色透明或白色，但因含少量杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色。珍珠光泽。硬度 1。001解理完全。有滑感。密度2.58-2.83g/cm3。,滑石的晶体结构属单斜晶系，由硅氧四面体构成硅氧层，在尖端彼此相对的上下两层硅
2、氧层中间，是氢氧镁石层，两层硅氧层和一层氢氧镁石层所组成的复网层是呈电中性的，层与层之间靠较弱的分子间作用力联系，所以滑石晶体具有良好的片状解理。 滑石工艺特征如下： (1) 电绝缘性能。滑石本身不导电，当滑石中不含导电性矿物如菱铁矿、黄铁矿、磁铁矿等时，其绝缘性能良好。以滑石为原料制成滑石瓷，具有高度绝缘性，体积电阻率大于1012m。,(2) 耐热性。滑石既耐热又不导热，耐火度高达1490 1510。滑石经煅烧，其力学强度和硬度增高，但收缩率很低，膨胀率也很小，是一种耐高温矿物。 (3) 化学稳定性。滑石与强酸 (硫酸、硝酸、盐酸)和强碱(氢氧化钾、氢氧化钠)一般都不起作用。在煮沸的1%六氯
3、乙烷中仅溶解2%6%。滑石粉在400的高温下和其他物质混合，不起化学变化。,(4) 吸油性和遮盖力。滑石粉对油脂、颜料、药剂和溶液里的杂质都有极大的吸附能力。用摩擦法试验，滑石粉吸油量可达49%51%。超细磨滑石粉由于其分散性好，表面积大，涂在物体表面遮盖面积大，可形成一层均匀的防火、抗风化薄膜。由于它具有这种特性，故在药剂、涂料、油毡工业中被广泛应用。 (5) 润滑性。滑石质软，具滑腻感，摩擦系数在润滑介质中小于0.1，是优良的润滑材料。滑石岩随滑石含量的增高，润滑性能增强，反之则下降。,(6) 硬度可变性。如把滑石逐步加温至1100约2h后再慢慢冷却，它的外形不变，但硬度却大大增高，主要是
4、因为此时的滑石已相变为斜颃辉石。制造块滑石瓷就是利用这一特性。 (7) 机械加工性能好。用滑石碎块或滑石粉加入胶粘剂，采用半干压法、湿压法、挤压法或可塑法等进行加工成型，产品性能不变。利用这一特性，可以制造人们所需要的各种形状的产品，从而扩大了滑石的应用领域。,8.3、滑石的提纯,滑石的分选方法有干法和湿法分选，干法适宜品位较高的矿床，包括手选、电选、磁选和光电选矿等；湿法则适用于品位较低的矿床，包括浮选法和擦洗法两种。 (1) 浮选。 浮选滑石时所用的浮选剂：捕收剂为煤油，起泡剂为2号浮选油(甲基异丁基甲醇，简称MIBC)；活化剂为硫酸；抑制剂通常是石灰；矿浆pH值调整剂用硫酸和石灰。 滑石
5、浮选流程比较简单，只需一次粗选、一次扫选、24次精选就可获得最终精矿。,(2) 擦洗。滑石擦洗选矿是湿法选矿中的另一种方法，它是由擦洗机和水力旋流器来完成的，包括研磨、擦洗、沉淀、浓缩、离心脱水和干燥等工序。这种方法较简单，但目前应用不多。此法产品回收率低。 (3) 手选。手选是根据滑石和脉石矿物滑腻性的不同采用手工形式进行的挑选。滑石具有良好滑腻性，品位越高，滑腻性越好，凭手感极易鉴别。国内大部分滑石矿山常采用手选生产高级滑石块。,(4) 静电选矿。滑石矿中通常含有菱镁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、透闪石等矿物，嵌布粒度为0.5mm左右。在静电场中滑石带负电荷，菱镁矿带正电荷，而磁铁矿和磁黄铁矿均为
6、优良导体，因而在电场中很容易将上述矿物分开。 (5) 光电拣选。光电拣选是利用滑石和杂质矿物表面光学性质的不同而分选的方法。利用滑石在紫外线照射下发出白色荧光的特征，采用索特克斯621型光选机，如美国塞浦路斯滑石公司采用此法将滑石含量仅为30%的贫矿富集到滑石含量达69%的富矿，最后磨细到200目进行浮选，获得品位99%的化妆品级滑石。,(6) 磁选。滑石精矿除要求具有一定的细度外，还要具有一定的白度。由于矿石中染色铁矿物的存在，需要用磁选除去含铁矿物。采用湿式磁选可使滑石精矿含铁量从4%5%降到1%以下。 (7) 滑石煅烧提纯。在某些类型的滑石矿中，有时伴生滑石石墨片岩。由于富含炭质使得滑石
7、呈深灰色甚至黑色，这将严重影响其应用。提纯这种滑石的一般方法是将矿石在1200 1300下煅烧，然后进行筛分和强磁选处理。温度越高，煅烧后滑石的白度越高，煅烧白度最高可达90%以上。目前煅烧设备大多采用梭氏窑、隧道窑和回转窑。,8.4、滑石粉的制备,(1) 滑石的粗碎和筛分。 粗碎一般采用颚式破碎机，中细碎一般采用反击式破碎机。筛分可结合破碎作业同时进行，常采用固定钢条筛和自定中心振动筛两种。 (2) 滑石的超细粉碎和分级。 目前滑石的粉碎加工主要采用干法工艺。对湿法粉碎虽有研究，但工业上很少使用。干法生产设备主要有高速机械冲击式磨机、气流粉碎机、离心自磨机、旋磨机以及振动磨、搅拌磨等。,8.
8、5、滑石的应用,(1) 在塑料中的应用 滑石在塑料工业中应用对象主要是汽车工业、家电、日用及通用塑料行业 。 滑石粉具有典型的鳞片状粒子，在提高材料耐热性能和抗弯曲性能方面，具备其它形状粒子没有的先天条件。所以倍受需要改善材料抗弯曲性能、硬度或耐热性等应用厂家的关注，且已经应用到许多功能性材料上。 其中滑石粉可以作为聚丙烯的异相成核剂，对聚丙烯材料的结晶性能起到一定的影响。,塑料工业对滑石质量指标的要求如下： (1) 纯度。对于不同用途的塑料其纯度要求不一样，用于普通塑料填料的滑石，并不要求很高的纯度，高档塑料的滑石一般要求较高的纯度，但并非绝对如此。含有透闪石的滑石矿粉，其中透闪石的纤维状构
9、造对塑料性能的改善也有很大益处； (2) 白度。塑料工业对于滑石的白度要求一般说来可以分为两类，一是用于白色或乳白色等塑料要求白度较高的滑石，二是用于灰色或黑色塑料方面则各种级别的滑石均适用； (3) 粒度。用于塑料方面的滑石最初的粒度主要以200目及325目为主，到后来所用滑石的粒度越来越细，最细的滑石其最大粒径小于1.5 m。,8.5、滑石的应用,(2) 在造纸中的应用 我国滑石粉在未来几年内仍居造纸填料主导地位。据专家介绍，我国滑石粉50%以上用于造纸工业，是造纸业界消费量最大的传统白色矿物原料。 1) 造纸填料。有利于改善纸张平滑度、不透明度和印刷适性；磨耗值小；化学性质稳定；与施胶剂
10、有良好结合，防止印刷油墨渗透；具有亲油性，可吸附有机物质，使白水及浆料系统保持洁净，作为填料同时也收到免除树脂障碍的效果，在废纸脱墨中有助于油墨的脱除，这是高岭土和碳酸钙填料所不能比拟的。,2) 树脂吸附剂。现代化高速纸机的全封闭生产系统，单一使用GCC填料（重质碳酸钙）时阴离子沉积问题较为严重，而滑石在解决这一问题方面具有特殊的功效。 3) 造纸涂料。滑石粉用于涂布颜料具有以下优点：高自然白度，一般不需化学漂白，加工成本低；可提高涂布纸表观白度、柔软性、平滑度，提高或保持纸页光泽；赋予纸张良好的印刷适性和操作性；能配制高固形物含量的涂料，该涂料具有良好流变性和稳定性；由其制成的涂布纸在压光机
11、上可获得高整饰度，并可减少涂料中润滑剂的使用量。,(3)油毡工业 一般质量较差的滑石粉，特别是对于含铁量较高的滑石粉，大多用于制造油毡、屋面纸、沥青瓦、屋面板的填充料和防火、防水的涂料以及防粘粉。有大约15%的滑石粉用于油毡工业。 (4) 日用化学工业 高品质的滑石粉在国内外都用于制作高级化妆品或用于医药工业中，它作为掺加料用来吸附油脂和香料，制造各种高档化妆用品以及牙膏、肥皂等；或在医药中用来配制各种药膏、药粉和防护油等。这方面的用量在欧美国家一般占滑石消耗量的15%左右，在我国一般占年产量的4%6%。,(5) 陶瓷工业 在现代陶瓷工业中，加入滑石粉陶瓷制品具有不同的性能。 如当加入15%的
12、滑石粉时，产品韧性强，半透明，色彩明亮；当加入30%40%的滑石粉时，可制造出堇青石质陶瓷制品；当加入5060%的滑石粉时，制造的粘土陶瓷是一种镁质瓷，其热稳定性高，热膨胀系数低，绝缘性能好，介电损耗小，广泛用于无线电陶瓷中；加入40%80%的滑石粉时，可使建筑陶瓷如瓷砖、瓷片等具有极小的热膨胀性和湿膨胀性，强度高，不产生龟裂，色彩美丽。 滑石粉还是陶瓷业用的釉料中不可缺少的原料。不过在我国陶瓷工业中用滑石粉作为主要陶瓷坯料还是比较少的，一般仅在釉料中使用，故其用量仅占滑石粉产量的1%2%；而美国用于陶瓷工业上的滑石，要占总消耗量的35%，在世界上居首位。,(6) 橡胶电缆工业 作为填充料和绝缘材料与橡胶混合，制造各种橡胶产品和电缆胶皮，它可增强橡胶的坚固性能和绝缘性。在我国用于这方面的滑石粉占年产量的2%。 (7) 涂料工业 由于滑石粉吸油性强，易在油中高度分散，可以防止涂料沉淀，并可调节光泽。另外，由于滑石化学性能稳定，具有较强的遮盖能力，故可防止涂料涂层老化、破裂，提高涂料防风化能力。一般高品质滑石粉用于涂料填充料和配制白色涂料。在国外用于涂料工业的滑石约占滑石消耗量的20%30%，在国内应用较少。 (8) 纺织工业 超细滑石粉用于防水布、防火布、白布、绳索等织物中，主要作为填充料和漂白剂以增强这些纺织品的密实程度和抗热、耐酸碱性能。,
