Индустриальное сырье: слюды, применение, месторождения

Слюда является обычным породообразующим минералом многих изверженных, метаморфических и некоторых осадочных горных пород. Это один из наиболее распространенных минералов земной коры. Содержание ее, по литературным источникам, в составе верхних 16 км земной коры составляет 2-4%. Однако промышленные месторождения электротехнических слюд, особенно мусковита, встречаются исключительно редко.

В обычных горных породах слюда встречается в виде мельчайших частичек, доходящих по величине в редких случаях до нескольких миллиметров. Лишь в особо специфических условиях образуются крупные кристаллы, пригодные для электроизоляционных целей.

Все слюды кристаллизуются в моноклинной сингонии и образуют пластинчатые и таблитчатые агрегаты, пластинки которых часто имеют гексагональный облик; все они имеют совершенную спайность по плоскости. В перпендикулярном направлении наблюдается менее совершенная спайность, которая проходит параллельно плоскостям и проявляется в фигурах удара и давления.

Кристаллы слюды очень разнообразны по величине: от очень мелких площадью менее 1 кв. см. и толщиной менее 1 мм до крупных, с поперечником более 1 м.

Особо крупные кристаллы мусковита встречались в Чупинском районе Карелии на руднике «Малиновая Варака», а для флогопита на руднике №1 Слюдянского района Иркутской области. На месторождении Ковдор Мурманской области горная выработка сечением более 5 кв. м проходила в одном гигантском кристалле флогопита.

Известны очень крупные кристаллы мусковита и в месторождениях за рубежом. Так, например, в районе О'Клер (Канада) был найден кристалл мусковита размером 1,95х2,85х0,6 м весом около 7 тонн.

Особую группу слюд представляет вермикулит (от латинского слова «вермикулис» - червячок). Это название вермикулит получил потому, что при нагревании он образует длинные червеобразные столбики и жгуты.

Вермикулит представляет собой гидратированную слюду, в которой в межпакетной области находятся прослойки молекул воды.

Флогопит - минерал слоистых силикатов, магнезиальная маложелезистая слюда изоморфного ряда биотит - флогопит. Происхождение флогопита магматическое, метаморфическое, метасоматическое. Флогопит известен в ультрабазитах, кимберлитах и карбонатитах, магнезиальных скарнов и кальцифиров. Флогопит кристаллизуется в моноклинной системе, образуя псевдогексагональные таблитчатые, призматические и другие кристаллы, размеры которых в единичных случаях достигают двух и более метров. Часто встречаются листовато-пластинчатые и чешуйчатые агрегаты.

1.3 Качество слюды

Идеальной с точки зрения качества является слюда, имеющая гладкую однородную пластинчатую поверхность. В такой слюде отсутствуют какие-либо посторонние включения, она не имеет трещин, проколов, расслоений, волнистости и иных аналогичных дефектов. Это слюда высшего качества. Однако, слюда мусковит такого качества является очень дефицитной и дорогой. Ее использование в ряде отраслей, где не требуется столь высокое качество слюды экономически не оправдано. Поэтому при производстве различных видов слюдяной продукции используется мусковит, в котором допускается наличие в той или иной степени некоторых из вышеуказанных дефектов. Качество слюдяного сырья, готовых изделий при этом регламентируется ГОСТами, техническими условиями и не может быть ниже установленных норм.

Выделяют следующие группы дефектов, влияющие на качество слюды: морфологические дефекты, минеральные включения, газовоздушные включения, минеральные загрязнения. Рассмотрим их подробнее.

Морфологические дефекты. Трещиноватость. Распространенным дефектом в слюде являются трещины, которые во многом усложняют обработку ее и влияют на выход готовой продукции. Трещины бывают сквозные и не сквозные. Не сквозные трещины обычно распространяются только на часть кристалла. Сквозные же трещины проходят на всю толщину кристалла. Они располагаются, как правило, без какой-либо закономерности и в самых различных направлениях, иногда в виде ленточных трещин, следующих параллельно друг другу.

Ельчатостью слюды называют своеобразные полосы-рубцы, идущие от центра кристалла к его периферии. Ельчатость может занимать часть пластины или всю ее площадь и толщину, делая ее непригодной к использованию. Ельчатость развивается веерообразно, этот дефект является результатом стесненных условий роста кристалла.

Волнистость. К дефектам слюды относится и волнистость, которая проявляется в виде неровностей поверхности пластинок - складчатости самой разнообразной формы, гофрировки кристаллов до мелкой морщинистости. Часто кристаллы имеют едва заметную пологую волнистость или, наоборот, грубую, доходящую до горбин.

Минеральные включения. Минеральные включения в кристаллах слюды наблюдаются двух видов: расположенные по плоскости совершенной спайности и характеризующиеся прослойками и срастаниями, а также сквозные прорастания слюдяных пластин.

Минеральные включения, расположенные по плоскостям совершенной спайности зачастую бывают весьма тонкими в виде пятен, удаление которых даже при расщеплении кристаллов на тончайшие пластинки не представляется возможным. Пятнистость не нарушает целостности самой пластинки слюды, но неизбежно понижает ее сортность.

Второй разновидностью минеральных включений является сквозное прорастание слюдяных пластин перпендикулярно плоскости. Удаление этих включений вызывает сквозные отверстия в пластинках слюды.

Газовоздушные включения. Газовоздушные включения представляют собой одиночные или групповые пузырьки. Данный дефект сильно влияет на электрические свойства слюд, увеличивая диэлектрические потери на низких частотах и сильно понижая электрическую прочность.

Минеральные загрязнения. Минеральные загрязнения являются наиболее распространенным дефектом. Обычно они представляют собой ржавые пятна из железистых соединений, которые отличаются между собой лишь формой и оттенком. Мусковит с минеральными загрязнениями дает пониженную величину пробивной напряженности по сравнению с чистой слюдой, что недопустимо для конденсаторной слюды.

Блеск и прозрачность слюды

Мусковит прозрачен, имеет стеклянный блеск.

Флогопиты, как правило - темные слюды, просвечивающие лишь в темных листах.

Блеск флогопита изменяется от стеклянного до полуметаллического и жирного. Цвет и блеск слюды в практике слюдяной промышленности определяется визуально. Стеклянность блеска обусловлена адсорбцией на поверхности полимолекулярной пленки воды. Жирность блеска свидетельствует о наличии большого количества ультрамикроскопических неровностей и характеризует более высокую степень гидратации слюд, меньшую их термостойкость.

Мусковит имеет коричневатую окраску, при значительной толщине кристаллов приближается к розово-красному. Флогопит темно-зеленый разных оттенков, встречаются более светлые коричневые разновидности. Окраска слюды объясняется присутствием в ее составе красителей (хромофоров) в виде окислов железа, титана, марганца и др. Закись железа - FeO дает зеленовато-желтый оттенок, а окись железа Fe2O3 - красно-бурый.

Применение слюды

Благодаря широкой распространённости и способности слюды расщепляться на очень тонкие, почти прозрачные листы, она использовалась с древних времён. Слюда была известна в Древнем Египте, Древней Индии в Греческой и Римской цивилизации, Китае, у ацтеков. Первое использование слюды в пещерной живописи относится к верхнему палеолиту. Слюда была обнаружена в Пирамиде Солнца в Теотиуакане.

Позднее слюда являлась весьма распространенным материалом для изготовления окон. Примерами могут служить оконницы ХII века, хранящиеся в Эрмитаже, отверстия в которых были закрыты слюдой; возок Петра Первого; светильники для парадного выхода царей в Историческом музее. В старинных светильниках пластины слюды служили в качестве окошек, закрывающих огонь. Слюда широко применялась для украшения внутреннего пространства и отделки храмов, а также при создании икон.

Интереснейшим и красивейшим способом применения слюды является её использование в просечном железе в старинном северном русском промысле, широко развитом в XVII-XVIII веках в Великом Устюге. Тончайшие ажурные узоры покрывали «теремки» - ларцы для хранения тканей, одежды, различных ценностей и деловых бумаг. Деревянную основу обтягивали тканью или кожей, покрывали слюдой, а поверх набивали ажурные листы железа. Цветные фигуры и мерцание слюды оживляли строгую графику прорезных узоров. В кораблестроении слюда применялась на боевых кораблях в иллюминаторах.

В современной технике существует три вида промышленных слюд:

· листовая слюда;

· мелкая слюда и скрап (отходы от производства листовой слюды);

· вспучивающаяся слюда (например, вермикулит).

Промышленные месторождения листовой слюды (мусковит и флогопит) высокого качества с совершенными кристаллами больших размеров редки. Крупные кристаллы мусковита встречаются в гранитных пегматитах.

Мусковит и флогопит используют как высококачественный электроизоляционный материал, в электро-, радио- и авиатехнике. Ещё один промышленный минерал литиевых руд - лепидолит - используется в стекольной промышленности для изготовления специальных оптических стёкол.

Используется для создания входных окон некоторых счетчиков Гейгера, так как очень тонкая пластинка слюды (0,01 - 0,001 мм) является достаточно тонкой, чтобы не задерживать ионизирующие излучения со слабой энергией, и при этом достаточно прочной [источник не указан 198 дней].

Мелкая слюда и скрап используются как электротехнический изоляционный материал (например, слюдобумага). Обожжённый вспученный вермикулит применяется как огнестойкий изоляционный материал, наполнитель бетона для получения тепло- и звукозащитных материалов и утеплителей, для теплоизоляции печей.

Фасонные штампованные детали из слюды применяются для высокопрочной электрической изоляции источников тока, для электрической изоляции и крепления внутренней арматуры в электронных приборах, для крепления и изоляции внутренней арматуры сверхминиатюрных электронных ламп. Наиболее распространённой неисправностью микроволновой (СВЧ) печи является прогорание, повреждение защитной прокладки. В большинстве микроволновых печей прокладка, защищающая волновод, устанавливается в специальный «карман» и фиксируется винтом.

Для дизайна и реставрации. Реставрационные и восстановительные работы предполагают крайне важный, зачастую определяющий момент - применение исторически достоверных материалов, использованных первоначально и впоследствии утраченных или повреждённых. При восстановлении предметов декоративно-прикладного искусства, например при инкрустировании изделий из кости или дорогих пород дерева, наряду с перламутром, фольгой, применяется слюда.

В настоящее время слюда применяется при постройке яхт; пластины слюды широко используются и как материал для дизайна. Так, слюда используется для каминных экранов, создавая декоративный эффект и одновременно защищая от воздействия высоких температур (благодаря превосходным термоизолирующими свойствам); применяется в витражах и в росписи по слюде; используется в ювелирном деле в качестве основы и как элемент украшений.

Месторождения слюды в России и за рубежом

Месторождения России.На территории России находится ряд месторождений слюды мусковита, флогопита и вермикулита. Основные промышленные районы распространения слюды: Мамско-Чуйский (ООО «ГОК «Мамслюда», ООО «Артель Чуя ЛТД» (Иркутская обл., п. Мама), Чупинский и Енский; Алданский, Слюдянский, Ковдорский, Ковдорский, Булдымский.

Мамско-Чуйский район расположен на территории Иркутской области в пределах Байкало-Патомского нагорья. Из всех мусковитовых слюдяных месторождений Мамско-Чуйское является наиболее крупным.

Чупинский и Енский районы находятся на северо-западе европейской части России, в Карелии, Мурманской области. В Чупинском районе известны месторождения: Хетто-Ламбино, Плотина, Малиновая Варака, Тэдино и др.; в Енском районе - Ена, Рубиновое.

Алданский район (Якутия) представляет общирную слюдоносную провинцию, потенциальные запасы которой велики, что позволяет рассматривать его как одно из крупнейших среди отечественных и зарубежных месторождений флогопита. В этом районе наиболее известны следующие промышленные рудопроявления флогопита: Эмельджакское, Верхнее-Эмельджакское, Дурское, Эльконское, Леглиерское, Южное, Снежное, Слюдяное, Оюмракское.

Слюдянский район находится в Иркутской области на южном побережье озера Байкал и занимает северные отроги хребта Хамар-Дабана в бассейне нижнего течения реки Слюдянки.

Территория Кольского полуострова представляет уникальную флогопитово-вермикулитоносную провинцию. Флогопит здесь встречается в ряде массивов ультраосновных - щелочных пород.

Помимо Ковдорского на территории Кольского полуострова открыты меньшие по размерам месторождения флогопита и мусковита: Вуориярвинское, Салланлатвинское и другие.

Месторождения за рубежом. Добыча слюды - одна из старейших подотраслей горной промышленности. Имеются свидетельства, что слюда добывалась в Индии ещё во 2 в. до н.э. За рубежом слюда добывается более чем в 30 странах мира, однако листовые слюды на мировой рынок поставляют в основном Индия и Бразилия. Небольшое количество листового мусковита поставляют Аргентина, Мексика, Танзания. Ведущее положение по добыче и применению занимают США. эта слюда в основном используется для помола.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 223; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!