干法白云母和湿法白云母介绍

一、湿法云母粉与干法云母粉的区别
　　云母是一类结构复杂的水合铝硅酸钾或类似的矿物，品种较多，例如白云母muscovite K2Al4(Y)(OH)4 (Y = Al2Si6O20，下同)、绢云母 sericite K2Al4(Y)(OH)x (x > 4)、金云母 phlogopite K2Mg6(Y)(OH,F)4、黒云母 biotite K2(Mg,Fe)6(Y)(OH)4、钠云母 paragonite Na2Al4(Y)(OH)4 以及含锂、钒、铬等等的品种。一种天然云母常含其它品种，而不同品种云母的理化性质大体相同。氟金云母 fluorophlogopite K2Mg6(Y)F4 是人工合成的。

　　天然云母常见于花岗岩、伟晶岩等，有极高的化学稳定性和热稳定性，不被酸碱等腐蚀，到500－800℃才失去结晶水，可在500－1200ºC高温下正常工作。云母的最大特点是具有极其完美的片状晶形，数百平方厘米或更大的晶片，可剥至约1微米厚，甚至达到纳米级（极限为约1纳米厚）。这样的晶片举世无双、仅有绝无。这些晶片坚硬而有弹性，晶面光滑如镜而呈现珠光。晶片质地致密，气体、液体不能穿透。晶片能吸收紫外线、反射红外线。云母还具有极高的电阻（1012－15欧姆·厘米）。同时拥有这么多优异性能的物质是罕见的，故云母的应用非常广，如特种电阻、化妆品和户外材料（如外墙涂料）的抗紫外剂、润滑油和油墨的成分、珠光颜料的原料以及涂料、塑料、橡胶等的功能性填料。

　　用云母矿作原料生产云母粉，目前方法有干法和湿法二种。云母矿的品位一般都很低（20－40 ％），而干法生产没有洗矿，原矿在手工剔除肉眼可见的石块之后直接用于干法磨粉，所以干法云母粉的云母含量取决于矿的品位，纯度变化很大（30－50 ％），不可能制得高纯度的云母粉，产品中大部分是石粉（石英、长石、黏土等的粉末）而不是云母粉。元素分析显示SiO2含量高得惊人（70 ％左右），而K2O很低（3－5 ％）或没有（用滑石粉、高岭土假冒的云母粉）。如果用这样云母粉配制涂料，涂料的质量就会出现大幅度波动。特别是干法生产使用雷蒙磨之类的强力研磨机械，在研磨中，连石英砂之类的极其坚硬的物质都磨成了微米级的粉末，所以云母晶形被严重破坏。即使形成了晶片，由于晶片要比颗粒脆弱得多，所以也被反复折断，微粒径厚比很低（10倍左右），厚度为微米级而不是纳米级。晶片多撕裂、穿孔和表面磨毛等缺陷。这种劣质产品在国外主要用于制作牛毛毡、电焊条、钻井泥浆等，一般不用作功能性填料。再者，由于没有洗矿，产品中铁、铬等元素含量高，催化漆膜的老化，并降低绝缘漆的绝缘等级。由于1吨原矿能生产800－900 kg产品，生产方法又十分简单，所以干法云母粉的生产成本很低。而且，干磨造成的晶形破坏是绝对无法补救的。虽然干法也可以磨得很细（如1250目），但粒度分布通常都很宽（如 < 1到160微米几乎平均分布）。

　　干磨之后用淘洗来分除部分石粉，也可提高云母含量，但微米级的粉末极难用淘洗来分除杂质，效果很低，纯度只可提高10%－20％。一般也称为“湿法产品”或“半干半湿产品”。

　　在我国市场上，还有一种云母粉也被称作“湿法云母粉”（早年也称“半干半湿云母粉”）。它是用同上干磨方法制成的，但增加水洗，以提高云母含量，但效果有限，因为微米级粉体极难用淘洗来分离。目前市场上含量50~70％的云母粉，即是此类产品。更大问题是干磨形成的晶片形态已经无法改变，淘洗不可能使晶片变薄、变完美。所以这种云母粉只能归入“干法淘洗云母粉”，在本质上仍然是干法产品，而非湿法产品。

　　真正的湿法生产的全过程都在水中进行，具体生产工艺有多种，如湿磨法，即在水存在下用特殊设备研磨云母边角料（注意：不是云母矿）。该设备产生晶层间的错动力，同时在水和化学药品的作用下使晶粒解体成晶片，所以都不损伤晶片。首先是洗矿，利用浮洗剂和水的作用将云母浮于水面而富集，再用高速离心除去残存的砂子，达到高度纯化的目的。湿法利用水和化学药品的作用，以及温和的机械作用，使云母层层化开，制成晶片极薄、粒径适合的云母粉。然后再漂白脱色、洗涤、水相分级、沉降、过滤、干燥、成粉和检测包装等，得产品。对于化妆品用的云母粉，还要进行脱除有害元素的处理。加工过程非常繁复，但是产品质量优异，纯度达到95 ％以上。由于绝不使用强力机械研磨，工艺条件非常温和，云母晶片未受到任何破坏或损伤，所以晶片完美无缺，绝对没有穿孔和撕裂等缺陷。晶片极薄，厚度达到纳米级，径厚比很高（80－120倍），产品的比表面积比干法产品大几倍。不含有害杂质，粒度分布集中，品质稳定。问题是湿法生产的原料单耗很高（5－6吨原矿 / 吨产品），工艺很复杂，生产周期长，水电和药品消耗也多，生产成本很高。但国际市场上的云母粉一般都用这种技术生产。湿法是在水中使云母晶粒剥出晶片，这是与干法的根本区别所在，也不是淘洗。干法云母粉除非有特殊原因，一般不用作填料。
                     表1 干法、湿法产品的粒度测试结果（实例）
湿法粒径（微米）   1   5 10 15   20 25 30 35 40
体积％  < 3.37 34.8 71.2 89.6 96.3 98.7 99.6 99.9 100.0
干法粒径（微米）   1   20       40 60 80 100   120 140 160
体积％  < 0.59 29.7 64.6 85.7 94.5 97.7     99.1 99.7 100.0

注：干法产品到160微米才100 ％通过，粒度分布范围比湿法产品宽4倍。

                     表2  粒径和比表面积测试结果（实例）    单位：微米
  粒径平均值粒径中值粒径峰值比表面积（cm2 / ml）
湿法 7.953 6.810 6.490 14,348（1）
干法 35.59 30.88 38.08     3,787

注：（1）最高记录超过18 000 cm2 / ml，比干法高4倍半；最高径厚比（日本检测）> 140倍。

                  表3. 元素组成分析（工业品实例）(%)
  SiO2 Al2O3 K2O Fe2O3 MgO
湿法产品 48.95 33.60   9.21 0.68 0.66
干法产品 70.44 13.85   3.54 1.02 1.08

　　干法云母粉不管磨得多少细，由于含有大量石英粉之类杂质，所以比重大，而湿法云母粉则显得疏松而轻。这种由极薄的晶片组成粉体，在水中和溶剂中易于悬浮，如将少量云母粉置于水中，湿法云母粉浮于水面而不易下沉，但干法产品则较易下沉；在配制的涂料中，其沉降速度只有干法产品的几分之一到十分之一，所以这种涂料不宜沉降分层，稳定性远优于使用干法产品者。