Слюды
По химическому составу выделяют следующие группы слюды:
Встречаются также ванадиевая С. — железа. В тетраэдрических слоях Si 4+ может замещаться Al 3+ , а ионы Fe 3+ могут замещать тетраэдрический Al 3+ ; гидроксильная группа (OH) замещается фтором. С. часто содержат различные редкие элементы (Be, В, Sn, Nb, Ta, Ti, Mo, W, U, Th, Y, TR, Bi); часто эти элементы находятся в виде субмикроскопических минералов-примесей: турмалина и др.
При замене К + на Ca 2+ образуются минералы группы т. н. хрупких слюд — маргарит CaAl2[Si2Al2O10](OH)2 и др., более твёрдые и менее упругие, чем собственно С. При замещении межслоевых катионов К + на H2O наблюдается переход к гидрослюдам, являющимся существенными компонентами глинистых минералов. Следствия слоистой структуры слюды и слабой связи между пакетами: пластинчатый облик минералов, совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы слюды могут быть сдвойникованы по твёрдость по минералогической шкале 2,5-3; плотность 2770 кг/м³ (мусковит), 2200 кг/м³ (флогопит), 3300 кг/м³ (биотит). Мусковит и флогопит бесцветны и в тонких пластинках прозрачны; оттенки бурого, розового, зелёного цветов обусловлены примесями Fe 2+ , Мg 2+ , Cr 2+ и др. Железистые слюды — бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe 2+ и Fe 3+ .
Слюда
Применение
Слюда — один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных пород, а также важное полезное ископаемое.
Различают 3 вида промышленных слюд: листовая слюда; мелкая слюда и скрап (отходы от производства листовой слюды); вспучивающаяся слюда (например, Индии, Бразилии, США). Месторождения флогопита приурочены к массивам ультраосновных и Кольском полуострове) или к глубоко Канада и Малагасийская Республика). Мусковит и флогопит являются высококачественным электро- , радио- и руд, связаны с гранитными, пегматитами натрово-литиевого типа. В стекольной промышленности из оптические стекла.
ИсточникСлюда
Слюда — это минеральное название, данное группе минералов, которые физически и химически подобны. Все они представляют собой силикатные минералы, известные как листовые силикаты, потому что они образуют отдельные слои. Слюда довольно легкие и относительно мягкие, а листы и чешуйки слюды гибкие. Слюда термостойкая и не проводит электричество.
Существует 37 различных минералов слюды. К наиболее распространенным относятся: пурпурный лепидолит, черный биотит, коричневый флогопит и прозрачный мусковит.
Классификация минералов
Химическая формула
Лепидолит K (Li, Al) 3 (AlSi3O10) (O, OH, F) 2,; биотит K (Mg, Fe) 3 (AlSi3O10) (OH) 2; флогопит KMg3 (AlSi3O10) (OH) 2; мусковит KAl2 (AlSi3O10) (OH) 2
Слюда в необработанном виде и её свойства
Твердость по Моосу
2,5-4 (лепидолит); 2,5-3 биотита; 2,5-3 флогопит; 2-2,5 мусковит
Кристаллическая система
фиолетовый, розовый, серебристый, серый (лепидолит); темно-зеленый, коричневый, черный (биотит); желтовато-коричневый, зелено-белый (флогопит); бесцветный, прозрачный (мусковит)
Блеск
Описание
Слюда — это минеральное название, данное группе минералов, которые физически и химически подобны. Все они представляют собой силикатные минералы, известные как листовые силикаты, потому что они образуют отдельные слои. Слюда довольно легкие и относительно мягкие, а листы и чешуйки слюды гибкие. Слюда термостойкая и не проводит электричество.
Существует 37 различных минералов слюды. К наиболее распространенным относятся: пурпурный лепидолит, черный биотит, коричневый флогопит и прозрачный мусковит.
Отношение к горному делу
IMAR 7- е издание
Слюдяную промышленность можно разделить на две отдельные, но взаимозависимые отрасли: те, которые производят листовую слюду, и те, которые производят чешуйчатую слюду. Каждая отрасль, хотя и в некоторой степени зависит от другой, производит разные конечные продукты.
Добыча листовой слюды:
Пластовая слюда извлекается либо путем проходки ствола по простиранию и падению пегматита, либо открытым способом добычи полутвердой пегматитовой руды. В любом случае, это очень рискованная с экономической точки зрения процедура добычи из-за затрат, связанных с обнаружением жилы, и непредсказуемости качества и количества слюды, которая может быть извлечена после того, как жилы будут обнаружены и обработаны.
При подземных разработках главный вал проходит через пегматит под подходящим углом к падению и ударяет, используя воздушные дрели, подъемники и взрывчатые вещества. Поперечные и вертикальные разрезы разработаны с учетом многообещающих обнажений слюды. При обнаружении кармана слюды при удалении проявляют особую осторожность, чтобы свести к минимуму повреждение кристаллов.
Небольшие заряды взрывчатого вещества силой от 40% до 60% осторожно размещаются вокруг кармана, и при сверлении необходимо соблюдать осторожность, чтобы слюда не проникла внутрь. Заряда достаточно, чтобы стряхнуть слюду с вмещающей породы. После пескоструйной обработки слюда собирают вручную и помещают в коробки или мешки для транспортировки в цех обрезки, где она сортируется, разделяется и разрезается на различные заданные размеры для продажи.
Листовая слюда больше не добывается в США из-за высокой стоимости добычи, небольшого рынка и высокого риска для капитала. Большая часть листовой слюды добывается в Индии, где затраты на рабочую силу сравнительно невысоки.
Добыча чешуйчатой слюды:
Пластинчатая слюда, добываемая в США, поступает из нескольких источников: метаморфическая порода, называемая сланцем, как побочный продукт переработки ресурсов полевого шпата и каолина, из россыпных месторождений и из пегматитов. Добывается обычным открытым способом.
В процессе добычи мягкого остаточного материала используются бульдозеры, экскаваторы, скреперы и фронтальные погрузчики. На производство Северной Каролины приходится половина всего производства слюды в США. Добыча слюдосодержащих руд в твердых породах требует буровзрывных работ. После взрывных работ руду измельчают в размерах с помощью падающих шаров и загружают в грузовики с лопатками для транспортировки на обогатительную фабрику, где добывают слюду, кварц и полевой шпат.
Использует
Основное применение измельченной слюды — это состав для швов гипсокартона, где она действует как наполнитель и расширитель, обеспечивает более гладкую консистенцию, улучшает удобоукладываемость и предотвращает растрескивание. В лакокрасочной промышленности измельченная слюда используется в качестве разбавителя пигмента, что также облегчает суспендирование из-за ее легкого веса и пластинчатой морфологии. Молотая слюда также уменьшает расслоение и меление, предотвращает усадку и сдвиг пленки краски, обеспечивает повышенную стойкость к проникновению воды и атмосферным воздействиям, а также делает тон цветных пигментов ярче. Молотая слюда также используется в индустрии бурения скважин в качестве добавки к буровым растворам.
В пластмассовой промышленности использовалась измельченная слюда в качестве наполнителя и наполнителя, а также в качестве армирующего агента. В резиновой промышленности измельченная слюда используется в качестве инертного наполнителя и смазки для форм при производстве формованных резиновых изделий, включая шины.
Листовая слюда используется в основном в электронной и электротехнической промышленности. Основные области применения листовой и блочной слюды — это электрические изоляторы в электронном оборудовании, теплоизоляция, калибровочное «стекло», окна в печи и керосиновые нагреватели, диэлектрики в конденсаторах, декоративные панели в лампах и окнах, изоляция электродвигателей и якоря генераторов, изоляция обмотки возбуждения, изоляция магнита и сердечника коммутатора.
ИсточникСлюды
Слюды — группа минералов-алюмосиликатов, обладающих слоистой структурой и имеющих общую формулу R1(R2)3 [AlSi3O10](OH, F)2, где R1 = К, Na; R2 = Al, Mg, Fe, Li. Слюда — один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных пород, а также важное полезное ископаемое.
Структура
Основной элемент структуры слюды представляет собой трёхслойный пакет из двух тетраэдрических слоёв [AlSi3O10] 4− или [Si4O10] 4− , между которыми находится октаэдрический слой из катионов R2. Два из шести атомов кислорода октаэдров замещены гидроксильными группами (ОН) или фтором. Пакеты связаны в непрерывную структуру через ионы К + (или Na + ) с координационным числом 12. По числу октаэдрических катионов в химической формуле различают диоктаэдрические и триоктаэдрические слюды. В первых катионы Al 3+ занимают два из трёх октаэдров, оставляя один пустым; во вторых катионы Mg 2+ , Fe 2+ и Li + с Al 3+ занимают все октаэдры.
Слюды кристаллизуются в моноклинной (псевдотригональной) системе и образуют столбчатые или пластинчатые кристаллы. Относительное расположение шестиугольных ячеек поверхностей трёхслойных пакетов обусловлено их поворотами вокруг оси c на различные углы, кратные 60°, в сочетании со сдвигом вдоль осей a и b элементарной ячейки. Это предопределяет существование нескольких полиморфных модификаций (политипов) слюды, обладающих, как правило, моноклинной симметрии.
Свойства
Слоистая структура слюды и слабая связь между пакетами сказывается на её свойствах: пластинчатость, совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы слюды могут двойниковаться по «слюдяному закону» с плоскостью срастания (001) и часто имеют псевдогексагональные очертания.
Твёрдость по минералогической шкале 2,5-3; плотность 2770 кг/м³ (мусковит), 2200 кг/м³ (флогопит), 3300 кг/м³ (биотит). Мусковит и флогопит бесцветны и в тонких пластинках прозрачны; оттенки бурого, розового, зелёного цветов обусловлены примесями Fe 2+ , Mn 2+ , Cr 2+ и др. Железистые слюды — бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe 2+ и Fe 3+ .
Классификация
По химическому составу выделяют следующие группы слюды:
Разновидности
Встречаются ванадиевая слюда — роскоэлит KV2AISi3O10](OH)2, хромовая слюда — хромовый мусковит, или фуксит, и др. В слюде широко проявляются изоморфные замещения: К + замещается Na + , Ca 2+ , Ba 2+ , Rb + , Cs + и др.; Mg 2+ и Fe 2+ октаэдрического слоя — Li + , Sc 2+ , Jn 2+ и др.; Al 3+ замещается V 3+ , Cr 3+ , Ti 4+ , Ga 3+ и др.
Изоморфизм
В слюдах наблюдаются совершенный изоморфизм между Mg 2+ и Fe 2+ (непрерывные твёрдые растворы флогопит — биотит) и ограниченный изоморфизм между Mg 2+ — Li + и Al 3+ -Li + , а также переменное соотношение окисного и закисного железа. В тетраэдрических слоях Si 4+ может замещаться Al 3+ , а ионы Fe 3+ могут замещать тетраэдрический Al 3+ ; гидроксильная группа (OH) замещается фтором. Слюды часто содержат различные редкие элементы (Be, В, Sn, Nb, Ta, Ti, Mo, W, U, Th, Y, TR, Bi), содержащиеся в виде субмикроскопических минералов-примесей: колумбита, вольфрамита, касситерита, турмалина и др. При замене К + на Ca 2+ образуются минералы группы хрупких слюд — маргарит CaAl2[Si2Al2O10](OH)2 и др., более твёрдые и менее упругие, чем собственно слюды. При замещении межслоевых катионов К + на H2O наблюдается переход к гидрослюдам, являющимся главными компонентами глинистых пород.
Применение
История
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 [1] .
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 (Мамско-Чуйский район Иркутской области, Чупа, Лоухский район Карелии, Енско-Кольский район Мурманской обл, а также месторождения Индии, Бразилии, США). Месторождения флогопита приурочены к массивам ультраосновных и щелочных пород (Ковдорское на Кольском полуострове) или к глубоко метаморфизованным докембрийским породам первично карбонатного (доломитового) состава (Алданский слюдоносный район Якутии, Слюдянский район на Байкале), а также к гнейсам (Канада и Малагасийская Республика).
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 с низкой энергией, и при этом достаточно прочной [источник не указан 482 дня] .
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.
Добыча слюды
Слюда разрабатывается подземным или открытым способами с применением буровзрывных работ. Кристаллы слюды выбирают из горной массы вручную. Разработаны методы промышленного синтеза слюды. Большие листы, получаемые путём склеивания пластин слюды (миканиты), используются как высококачественный электро- и теплоизоляционный материал. Из скрапа и мелкой слюды получают молотую слюду, потребляемую в строительной, цементной, резиновой промышленности, при производстве красок, пластмасс и т. д. Особенно широко используется мелкая слюда в США.
Источник