中国云母工业的发展状况
戴为胜
（北京安普新材料发展公司，北京 102308）
摘要 云母具有较多优良性能，是电气工业中不可缺少、无可替代的重要材料。 几十年来中国片状云母，云母纸、云母粉、云母增强塑料、珠光云母颜料、耐火云母带等产品发展迅速、取得可喜的成绩。
为补充天然云母资源的不足并提供优质云母，中国研究开发了合成云母及制品。随着云母资源的不断减少，今后云母资源的开发利用将转向碎云母制品。提高云母资源利用率，提高产品质量，开发新的云母产品是云母工业今后应注意的问题。
关键词 云母；碎云母；合成云母；综合利用；现状；发展。
作者简介：戴为胜，男，高级工程师；从事云母（合成云母）综合利用及深加工、矿物粉体超细加工的研究开发工作。电话：010-88130582。
云母以其优良的介电性能、机械性能、耐热性能、耐电晕性、稳定的化学性能等，成为电气工业中不可缺少，且无可替代的重要材料。传统的云母加工和应用技术的方法，是直接利用云母的自然晶体作为电气绝缘或电子零件。随着自然界云母资源的不断减少和人们对云母战略地位认识的加深，云母产品的结构发生了很大变化，世界各国都把目光转向碎云母及其他云母矿物的开发利用上。20世纪末，绢云母的应用也有很大的发展，为满足国民经济发展对云母产品的不同要求，中国在20 世纪60年代研制了内热法合成云母和晶种法合成云母［1，2］。
一、中国云母资源的现状
中国工业原料云母资源不足。白云母主要分布在新疆、四川、内蒙古、河南、云南、青海、陕西、湖北、湖南、广东、广西、福建、江苏、黑龙江、吉林、辽宁、山西、河北等18个省区。中国金云母资源较少，主要分布在新疆、内蒙古、吉林、黑龙江、河南、广东等省区。
表1 云母进出口量（t）
中国原有四川、新疆、内蒙古三大国营云母原料基地。目前，由于云母资源减少、开采成本增加，内蒙古基地已不存在，四川、新疆的矿山进行了产业结构调整，少量人员留守矿山，转入小规模开采。在其他省区也有一些企业在进行开采，但是仍然不能满足中国云母加工业的需要。
中国变质片麻岩白云母资源极为丰富。有资料表明中国河北省平山县、灵寿县境内已探明白云母资源的储量达2000×104t，这些矿床是中国最大的单一产出碎片白云母矿床；且云母矿物可剥性好，薄片质地纯净，无斑痕，色泽光亮，在国内外享有盛誉。
在中国也有较为丰富的绢云母，分布于四川、福建、安徽、内蒙古、浙江等省区。经普查仅安徽就发现软质绢云母储量达10×104t，硬质绢云母储量达100×104t。
为弥补国内云母加工业原料的不足，每年进口数万吨云母及碎云母，用于片状云母加工，以及云母纸和云母粉生产。
二、中国云母加工工业的现状
（一）中国云母加工及产品应用结构
中国云母加工及产品应用结构如图1。
图1 中国云母加工及产品应用结构图
为了弥补中国云母资源的不足，并满足某些特殊用途的需要，中国在20世纪60年代初期开始研制合成云母，并在60年代中期研制成功内热法合成云母、晶种法合成云母。虽然合成云母的种类很多，但目前能生产成大晶片和工业性生产的合成云母是氟金云母。其分子式为［KMg3（AeSi3O10）F2］。
合成云母应用与天然云母相同，但合成云母的许多性能优于天然云母。如耐温达1100℃，电绝缘性高，耐酸碱腐蚀，高温真空放气极低，光透过率高等，因而也有一些特殊用途。
（二）片状云母
片状云母包括白云母、金云母和合成氟金云母。片状云母由工业原料云母经剥分、加工制得。有效面积一般要求在4cm2以上。
随着片状云母资源的减少和碎云母开发利用技术的发展，直接应用片状云母的领域愈来愈少。但是，目前还没有一种天然矿物材料具有云母的全部优良性能，片状云母仍有广泛的用途。
在电气工业中，云母用作发电机、电动机的绝缘材料，高压电气设备的绝缘元件，各种工业和家用电器的耐热绝缘材料。金云母的热稳定性明显优于白云母，因此更适合于用作耐热绝缘材料。
在电子工业中云母可以制成各种电子元件的支撑架、电容器、绝缘体等。如制作电子计算机、电子显微镜、电子示波器等元器件。
在航空航天等尖端科技领域，云母可以制造飞机发动机火花塞、垫圈、飞行员用氧气瓶的活门、雷达线路中的绝缘零件及人造卫星、导弹用的大容量电容器芯片和电子管等。
此外，片云母还可用于制造氧气呼吸装置中的隔膜，耐热水位计的保护衬、大型陀螺罗盘的面板、电容器，以及各种家用电器、电动机和发电机的绝缘垫圈、端子板等。
20世纪70年代以后，片云母逐渐由云母纸及制品所替代。片云母的销售市场日渐萎缩，世界市场以每年3%的速度递减。
随着中国合成云母技术的发展，合成片状云母生产量的增加，将弥补中国天然优质云母片的不足。
（三）碎云母
碎云母，一是指片径或其他指标达不到片状云母工业指标的云母矿物（主要为白云母、金云母）；二是指片状云母加工后的边角料；三是指变质片麻岩白云母、绢云母等，主要用于制造云母纸、云母粉。
碎云母同片状云母一样，具有许多优良的物理、化学性质，因而在工业中有广泛的用途。
中国碎云母综合利用的研究是从1958年开始的，首先研究了粉云母纸，20世纪60年代研制了干磨云母粉及再生云母纸；70年代研制了大鳞片再生云母纸，试制了合成云母纸；80年代研制了湿磨云母粉及云母钛珠光颜料；根据绝缘材料工业的需要，90年代试制了金云母纸及耐火云母带用云母纸、合成云母纸等，并相继开发了云母功能填料（如绝缘、反光、防晒、耐腐蚀等）及云母微晶玻璃、云母陶瓷等。
（四）云母纸
云母纸是以碎云母为原料，采用特殊工艺将其破碎成细小鳞片，在云母造纸机上造成成卷的云母纸，是制造云母板、云母箔、云母带等电气绝缘云母制品的原料。
云母纸有白云母纸、金云母纸、合成云母纸（也称合成氟金云母纸）三种。
目前云母纸已具备片状云母的优良性能。云母纸厚度均匀、介电强度变化小，电晕起始电压高且稳定。以云母纸（或薄片云母）为基材制成不同耐热等级的云母带、柔软云母板、塑型云母、换向器云母板、电热云母板、衬垫云母板、云母箔和云母管等电气绝缘云母制品，广泛应用于大、中型电机，特种电机，电器及电线、电缆等工业领域。
云母纸自20世纪60年代初投产以来，在科研院所和生产企业的***同努力下，技术和生产得到了很大的发展。到2006年已达到15000t/a。品种也从单一的MPM1型粉云母纸，增加了MPM2，MPM3，MPP4型云母纸，510型混抄云母纸、511型电容器云母纸，合成云母纸，用于制造耐火电线、电缆用云母带的金云母纸，合成云母纸等。
云母纸主要供应国内市场，也有一定数量出口，主要出口美国、德国等国家。
目前中国云母纸主要在湖北省（通城县）、湖南省（平江县）、广东省（深圳市）、浙江省（杭州市）、河北省（柏乡县）生产。
（五）云母粉
云母粉以碎云母、变质片麻岩云母、绢云母为原料，经净化、破碎、分级等工序加工制成。根据生产方法不同分为干磨云母粉与湿磨云母粉。
云母粉具有较高的电绝缘性，耐热性，耐酸、碱腐蚀性，以及热膨胀系数小等优点。无论破碎到什么程度均呈片状，具有良好的弹性、韧性。云母粉滑动性能较好，覆盖性好，附着力高。
8～12目的云母粉多用于油毡等屋面材料中，也用于电缆包裹层及类似的用途。40～60目云母粉用于电焊条药皮。60～120目云母粉是生产云母陶瓷的基本原料。100目或更细的云母粉作为油漆的掺合剂，橡胶的填充剂、遮盖剂和润滑剂，塑料、涂料的填料等。200 目或更细的云母粉可作为云母珠光颜料的基材。
云母粉还用于油井钻探封闭井孔的材料，浇铸金属时作模型的涂料，铝制品的擦光剂，电镀溶槽涂料，化妆品中脱脂剂的填料，防冻、防阳漆的添加剂，密封漆灰的掺合剂，在消防器材中干云母粉可用作灭火器的悬浮剂。
干磨云母粉自20世纪60年代投产以来，其生产企业已有几十家，年生产能力超过20×104t（仅河北省灵寿县的几十家企业年生产能力就超过10×104t）。现在全国实际年生产十几万吨，其中灵寿县占全国总生产量的75%左右。主要原料是变质片麻岩白云母。
湿磨云母粉是云母原料 在以水为介质的条件下加工制成。具有比干磨云母粉更优良的性能，其质地纯净，表面光滑，径厚比大，附着力强。广泛用于云母珠光颜料的基片，云母增强塑料，油漆及涂料等行业。
（六）云母陶瓷
云母陶瓷分为天然云母陶瓷和合成云母陶瓷。天然云母陶瓷又称云母玻璃，合成云母陶瓷又称陶瓷塑料。
云母陶瓷是将云母粉（天然云母粉或合成云母粉）与特种玻璃粉及矿化剂、助熔剂按一定的比例混合，经压坯、焙烧、成型（热压或注射）、退火等工序制成。它是一种复合材料，兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点。
云母陶瓷是一种优良的绝缘材料，而且具有良好的抗电弧性，在强大的电弧作用下不发生碳化和爆裂，可在350℃以下长期使用。其热膨胀系数可以根据要求进行调整，可使它与一些金属匹配，进行封接和镀层。
可以在云母陶瓷表面镀上铜、银、金等金属，并在一定温度范围内保持牢固的结合。
云母陶瓷最突出的优点是可以用普通机床、普通切削刀具对其进行车、铣、刨、磨、钻等加工，以达到对零件几何尺寸的精密要求。
云母陶瓷成型后不收缩，不变形，耐腐蚀，抗辐射，抗潮湿，不受紫外线及臭氧的影响。
云母陶瓷主要用于电器设备、精密仪器、仪表中作为绝缘件、消弧件。应用在邮电、无线电、宇航、船舶、航空和国防等工业部门。
（七）云母增强塑料——云母增强聚丙烯
用云母鳞片做增强填充剂添加在树脂中制成的塑料称云母增强塑料，其特点是使塑料在二维方向强度得到增强。
云母增强塑料的性质取决于所使用的云母鳞片的直径、径厚比、云母与基体树脂的混合比、界面结合强度、成型方法和成型条件等。云母鳞片的高径厚比使塑料的抗拉强度和抗弯强度得到改进。云母鳞片的弹性模量在由常温至高温很宽的范围内都很高，使塑料尺寸稳定、耐蠕变和热变温度高。云母鳞片的形状使得塑料在平面方向增强，防止产品卷翘，阻挡液体和气体渗透。云母的电气绝缘性使塑料的电气绝缘性得到改进。云母鳞片还使得塑料的化学稳定性、耐辐射性、耐候性等得到增强。云母增强塑料的抗拉、抗弯强度与玻璃钢近似，变形温度比玻璃钢高。云母增强塑料在汽车零件、家用电器、特种塑料薄膜中得到广泛的应用。
许多研究单位和企业都开展了云母增强塑料的研究开发工作，研制成功汽车仪表板、保险杠、前灯保护圈，电机风扇等家用电器，汽车零部件以及音响部件。目前由于湿磨云母粉售价较高，而且云母粉表面能较高，在进行包覆、偶联等表面有机化处理中还有一些技术问题未很好解决，致使云母粉的实际用量较少。
（八）珠光云母颜料
珠光云母颜料是在优质湿磨云母薄片上包覆一层或多层二氧化钛或其他金属氧化物而成为呈现珍珠光泽的珠光颜料。由于具有稳定的化学性质、无毒、高折射率、高遮盖性、耐高温等性能，可赋予物体珍珠般的光泽，给人一种深远的三维空间感觉，作为填料或涂料可极大地增强基体光度，并产生珠光效应，故在塑料、橡胶、油漆、陶瓷、造纸、皮革、印刷、装饰及化妆品等行业具有广泛的用途。
工业上广泛使用的珠光云母颜料，从其结构上看大多为单覆层结构，即在云母表面仅覆盖一层无色透明或者有色的金属氧化物膜。单覆层珠光云母颜料开发早，技术比较成熟。随着珠光云母颜料应用的范围越来越广，单覆层结构的珠光云母颜料由于其遮盖性能及着色性能较差，在某些特殊场合的应用上受到一定限制。为此，现在各国又开发出多种旨在提高遮盖性能的多覆层结构和旨在提高着色性能的有机着色类的珠光云母颜料。
双覆层珠光云母颜料与单覆层的相比，不仅包覆有起干涉作用产生珠光的无色透明金属氧化物膜，还有一层具有吸收本色的金属氧化物膜；而且既具有较强的珠光光泽，又有较高的遮盖力，同时还有一定的着色力。
多覆层珠光云母颜料是在双覆层珠光云母颜料的基础上为提高遮盖性能、着色性能和珠光效果进一步开发的。它由具有无色透明金属氧化物膜、吸收本色的金属氧化物膜和纳米级金属微粒层***同组成。它的珠光效果、遮盖性能和着色性能都有所提高。
有机着色珠光云母颜料是将有机颜料或染料包覆在云母的表面而形成的一类新型珠光颜料。它主要是利用有机颜料或染料具有色谱广、色泽鲜艳、分散性好、色调饱和度高等一系列优点，提高珠光云母颜料的着色性能。
珠光云母颜料在汕头、广州、泰兴、丹阳、北京、雅安等地生产，年产量数千吨，除自用外还出口美国、日本、德国等国家。高档珠光云母原料还需进口。
（九）合成云母
内热法合成氟金云母是用化工原料经高温熔融，冷却析晶而制得。晶种法是以碎合成云母为原料用坩埚引下法生产的。
内热法熔块达十余吨，能提供直接应用的大片云母和大量用来制造合成云母纸、合成云母粉的碎云母。晶种法生产大片合成云母能直接用来生产电子管撑板、电容器芯片、高阻绝缘骨架、高压锅炉水位计、微波和各种射线窗口材料等。
随着耐火电线、电缆工业的发展，特别是A类耐火要求的耐火电线、电缆，用合成云母纸为材料的合成云母带作耐火绝缘层更好，这将会促进内热法合成云母的发展。
（十）耐火电线、电缆用云母带（耐火云母带）
20世纪80年代，随着电缆发展的需要，国外一些发达国家开始将云母引入电缆行业作为耐火绝缘层，从而使耐火电缆的制造变得更简单、更可靠。为此，各大电缆厂和云母加工企业相继投入力量进行耐火电缆、电缆用云母带的开发研究。
耐火云母带由云母纸、黏合剂、补强材料在专用的云母带机上复合而成。采用的云母纸有金云母纸、合成云母纸，以确保耐火电线、电缆通过B类（750～800℃）、A类（950～1000℃）耐火要求。黏合剂一般采用有机硅树脂，补强材料采用无碱玻璃布或高分子薄膜。
不少企业采用玻璃布补强。由于技术上的原因，有的企业生产的云母带在绕包过程中有云母纸脱落，云母纸反黏、拉伸，强度较低等问题，影响其使用。因而应提高玻璃布、云母纸质量，改进制造工艺以提高耐火云母带的质量。
表2 云母制品、云母纸进出口量
国外开发了高分子薄膜补强云母带。有单面乙烯薄膜补强、单面聚酯薄膜补强、一层玻璃布一层聚酯薄膜补强、玻璃丝增强单面聚酯薄膜补强等。
绕包工艺性有很大的提高，且有较高的介电性能，可以省去外加保护层等。
目前中国薄膜补强耐火云母带技术也有较快的发展，不少生产企业已试制出各种薄膜补强耐火云母带。
三、云母工业的发展方向
随着云母资源的不断减少，今后的云母资源的开发利用很明显将转向开发碎云母制品。应加强地质勘探工作，增加科技投入，加强科学管理，提高云母资源综合利用率，提高产品质量，开发新的云母产品。
（一）提高云母纸质量，增加云母纸品种
1.提高云母纸质量
目前，中国大电机绝缘以多胶粉云母带为主，MPM1型云母纸是多胶粉云母带的主要基材。中国现在采用的多胶粉云母带绝缘普遍存在着云母含量低的问题，粉云母带的云母含量一般均在38%～42%，最高为44%，主绝缘比国外厚（约10%）；而国外大多是单面补强多胶粉云母带，云母含量均在48%～51%之间。云母含量高，可以减薄电机的绝缘厚度，增强电机工作的可靠性。
因此，为发展高云母含量的F级多胶粉云母带，生产高定量云母纸，云母纸生产企业必须要提高云母纸的厚度。既要提高云母纸的电气强度，又要稳定渗透时间，应在二者之间寻找好工艺控制点：备好原料，严格控制制浆工艺，净化水质，提高纸机脱水功能，这是生产高定量云母纸的保证。
少胶云母带的特点是云母带中的胶含量少（约占6%～10%），不含挥发物，云母含量高达82%。由于采用真空浸渍工艺，生产效率高，绝缘性能高，线棒不发空，但对生产设备、材料和管理要求很高。
电力机车牵引电机由于安装尺寸受到铁路轨距和机车转向架高度的限制，因此国内外都采用F级和H级耐热云母带，以达到牵引电机体积小、重量轻、容量大、提高电机输出功率的目的。
船用电机一般工作的环境温度高、湿度大、有油渍及冲击震动，要求电机体积小、重量轻、返修率低和寿命长。中国经过十几年的发展，已形成较为完整的船用F级电机绝缘系统，大型船用推进电机功率已达到5000 kW以上，已满足各种船型的需要。
单面补强云母带是牵引电机、船用电机主要绝缘材料。MPM3型大鳞片云母纸是单面补强云母带主要基材。中国的云母带与国外相比，尚存在差距，主要表现在：掉粉、发硬、电性能降低。生产单面补强云母带要求云母纸渗透性好，介电强度高，无杂质，拉伸强度好，云母鳞片大而薄，均匀性好，无断头。因此云母纸生产企业应积极配合绝缘材料厂，提高云母带质量，以适应中国电机制造业的需要。
2.根据国内资源和市场的要求，稳步发展金云母纸及合成云母纸
换向器云母板除有弹性压缩、塑性变形等特殊要求外，还需承受短时高温焊接的考验。用金云母纸作基材生产的有机硅换向器金云母板获得普遍采用。实践证明有机硅换向器金云母板具有耐温等级高、机械强度大、能够提高工艺水平的优点。如能推广应用，势必促进金云母纸的发展。
耐火电线电缆除了要求不扩散燃烧之外，还需保证在着火时保持工作能力。随着中国核电站和变电站的快速发展及《消防法》的进一步贯彻落实，将采用耐火云母带作耐火电线电缆保护层。耐火电缆在近几年已有较大的发展，因而对基材的金云母纸、合成氟金云母纸的需求也将有较大的增加。
目前中国合成云母的成本较高，因而售价较高，影响其应用。因此选择价格较低的工业原料，改进工艺、降低电耗是其扩大应用的根本措施。
3.继续研制聚芳香酰胺纤维混抄云母纸
采用聚芳香酰胺纤维增强，可以提高云母的抗张强度，抗电晕性，改善浸渍性和提高抗切通性能。这种纤维增强的混抄云母纸不但可以在少胶带、亚胺薄膜复合带中使用，也可以在多胶带中使用，经210℃老化后的击穿电压（比）下降比传统方法制备的云母纸好得多，完全克服了掉粉问题，还可提高电容器云母纸的抗张强度，将会受到用户的欢迎。
（二）加大科技投入，提高云母粉的生产技术装备水平
国外云母粉的生产有着悠久历史，开发了先进的碾磨、分级、干燥、检测、包装等成套技术和装备，可以生产出不同用途的各种粒级的云母粉。
中国湿磨云母粉的生产，在关键设备、检测手段上与国外先进水平相比差距较大。根据高档湿磨云母粉生产中存在的问题，应着重研制适合生产高档湿磨云母的技术和装备。
（三）根据云母产品的不同用途合理开发利用资源
云母和其他矿产资源一样是不可再生的。中国伟晶岩优质白云母和金云母资源有限，而变质片麻岩白云母、绢云母资源极为丰富，合理开发利用云母资源，对21世纪中国云母工业可持续发展具有战略意义。
云母原料质量的优劣直接影响着云母产品最终质量。但是，我们往往忽略了如何针对云母产品用途来选择不同类型的云母原料。因产出地质条件各异，云母的化学成分组成和物理性能有较大的差别。按所生产云母产品的用途来选择适合的云母原料，可以得到事半功倍的效果。根据应用领域的质量要求，有针对性地选择变质片麻岩云母作原料，不但使变质片麻岩云母得到了充分利用，同时还节省出部分适用于生产珠光级湿磨云母粉和生产云母纸的原料。由于变质片麻岩云母原料成本低，供需双方均得到实惠。
中国日用家电耐热云母板，每年所需的云母纸占全国云母纸生产总量的60%。根据日用电器对云母板的物理性能要求，可否采用变质片麻岩云母替代伟晶岩型云母，需对变质片麻岩云母化学成分组成、物理性能作进一步测试分析。如此事可行，则每吨原料的成本可降低50%，这将产生巨大的经济利益；同时还可提高现有伟晶岩白云母资源对国民经济建设保障程度，有力地支持电器工业的发展，做到优矿优用，劣矿综合利用，使有限的云母资源，得到合理利用。
2000年原国家建材局科技教育委员会曾邀请俄罗斯的云母专家考察了中国河北省的变质片麻岩云母原料及部分云母加工企业，并带了河北省灵寿县的变质片麻岩云母回去做实验。据悉，中国河北省的片麻岩云母可以用来加工较高档次的云母粉。
（四）加强薄膜补强耐火云母带的研究
耐火云母带用薄膜补强，在进行燃烧试验过程中，其薄膜在低温时就已经分解挥发，不会形成结碳；在云母未膨胀之前就已分解挥发，不易对云母层造成破坏，所以能通过耐火试验。
薄膜补强耐火云母带，既提高了耐火云母带的质量，还降低了成本，提高了成缆的工艺性和电缆的可靠性。
中国在薄膜补强耐火云母带方面也做了多年开发研究，在不少企业获得成功，今后还应增加规格、品种，提高质量，更好地满足电线、电缆工艺的要求。
当前国外已将云母资源利用重点转向非电应用材料。如美国云母总消耗量近60%用于建筑材料领域。目前中国在云母资源充分利用方面，尤其是在建筑材料上的研究和应用工作开展尚少，今后应加强这方面的研究工作。
参考文献
［1］封晓花.云母类矿物将成为本世纪矿物材料新亮点.非金属矿开发与应用.2005（2）
［2］傅东.河北石家庄碎片云母矿产及其开发对策.非金属矿开发与应用.2005（4）
The Development Situation of Mica Industry in China
Dai Weisheng
（Beijing Anpu new material company，Beijing 102308）
Abstract：Mica，having many excellent properties，is an indispensable and unreplaceable important material in electrical industry.In the several dozen years the mica products，such as sheet mica，mica paper，mica powder，mica-reinforced plastics，pearlescent mica，refractory mica belt and so on，have been developed rapidly and obtained gratifying achievements.
To replenish the insufficiency of natural mica resources and to supply with super-quality mica，China has done much work in research and development of synthetic mica and its products.With the incessant decrease of natural mica resources the future development and utilization of mica resources in China will direct to production of scrap mica products.A great attention should be paid to upgrading the utilization rate of mica resources，improving the quality of products and developing new mica products in the future.
Key words：mica，scrap mica，synthetic mica，comprehensive utilization，current situation，development.