Слюда минерал в промышленности и в быту. Что такое слюда?

Слюда минерал в промышленности и в быту. Что такое слюда?

Что такое слюда?

Что мы привыкли называть слюдой? Блестящие пластинки, похожие на стекло? Или может быть слоистые отложения в виде камня? А между тем, слюда применялась ещё в Древнем Риме, где из неё делали декоративные элементы храмов, и различные предметы быта.

В данной статье интернет-журналаречь пойдет о слюде, о её свойствах и применении на сегодняшнее время.

Что такое слюда?

Слюда — это слоистый силикат вулканического происхождения, образовавшийся путем кристаллизации пород. Основными месторождениями слюды в России, являются Кольский полуостров и Якутия. Немалые запасы слюды находится в Иркутской области. Однако самые большие поставщики слюды в мире — это Америка и ЮАР.

На сегодняшнее время существуют различные виды слюды, всё во многом зависит от химического состава добытых силикатов. Так, например, различают алюминиевые слюды, литиевые, железисто-магниевые слюды, и другие. Различается слюда и по применению.В промышленности, обычно используют листовую, скрап и мелкоразмерную слюду. Широкое применение получил и такой материал, как вермикулит, который производят методом гидролиза.

Физико-механические свойства слюды

Слюда имеет слоистую структуру, поэтому она обладает характерными только ей свойствами и характеристиками. Так, из основных характеристик слюды, в особенности следует отметить следующие:

1. Прочность;
2. Диэлектрическую проницаемость;
3. Упругость и гибкость;
4. Высокую степень спайности;
5. Термостойкость (некоторые виды слюды способны выдерживать температуры свыше +700 ºС).

Слюда обладает по своему уникальными свойствами, поэтому она получила широчайшее применение, как в промышленных целях, так и в быту. Ниже, будет рассмотрено основное применение слюды на сегодняшний день.

Ну а о том,, вы можете прочесть из прошлой статьи интернет-журнала «Полимерные материалы».

Где применяется слюда?

Применение слюды более чем заметно в различных сферах и областях человечества. В особенности следует отметить использование этого натурального материала:

1. В машиностроении;
2. В строительстве;
3. В химической промышленности;
4. В сельском хозяйстве;
5. В медицине и косметологии.

Слюда — это надежный изолятор, который даже при сильном нагревании, уверенно сохраняет свои физико-механические свойства. Поэтому не удивительно, что слюда применяется во многих элементах кораблей, автомобилей и самолетов. Используется минерал и при изготовлении бытовой техники.

В строительстве применение слюды нашлось во многих теплоизоляционных материалах. Например, из вермикулита делают высококачественный утеплитель для стен, потолков и пола. Добавляется слюда и при изготовлении многих строительных смесей, например, цемента.

Но самое удивительное в том, что слюду можно увидеть в составе всевозможных косметических средств, начиная от румян, и заканчивая пудрой. Именно благодаря своим свойствам, слюда получила на сегодняшнее время столь широчайшее применение, как в машиностроении, так и в различных других областях человечества.

Слюда стекло. Что такое слюда? Свойства, способы добычи слюды, области применения минерала

Вам, вероятно, не один раз попадался небольшой кусочек блестящей и  хрупкой слюды , которую вы легко могли разломать на части, и всегда возникал вопрос, что же это за такой интересный минерал? В этой статье попробуем разобраться, что такое слюда , какими она обладает свойствами и в каких отраслях используется. 

Слюда – это  природный минерал, который включает в себя целое семейство различных горных минералов, куда входят следующие виды: флюгопит, мусковит, лепидолит и биотит.

Все эти разновидности минералов очень похожи, несмотря на содержание различных металлов. Слюда, и все её виды с легкостью разделяются на слои. Они очень мягкие, если сильно надавить, то на их поверхности останутся даже заметные следы от ногтя.

Все виды слюды  образуют однотипные кристаллы . Они имеют различные цветовые оттенки, бывают бесцветными, а также желтыми, красными, зелеными, коричневыми и даже черными.

Порода слюды обычно, залегает в недрах земной коры в горных местностях. Такие породы входят в состав вулканического происхождения, образовавшиеся при остывании раскалённой расплавленной лавы. В редких случаях слюда может иметь  происхождение от других минералов в результате сложного процесса, который называется «метаморфизм», другими словами изменения, вызываемые давлением, теплом под воздействием воды.

Слюда — минерал   разрабатывается открытым или подземным способами, с применением бурильных и взрывных работ. Кристаллы слюды отбирают из горной массы обычно вручную. В современное время разработаны промышленные методы синтеза слюды.

Существует три основных вида промышленной слюды :

1) Листовая слюда (листы  больших  размеров);

2) Слюда мелкого размера и скрап (представляет собой отходы от производства крупных листов слюды);

3) Слюда вспучивающаяся (к примеру, вермикулит)

Из мелкой слюды и скрапа изготавливают  молотую слюду , которая используется в строительной, резиновой, цементной, промышленности, а также при производстве пластмассы, красок и других строительных материалов.

Наиболее  богатыми районами, добывающими слюду, являются Россия, Канада, Индия, США, Мадагаскар, Южная Африка и Бразилия. В Российской Федерации месторождения слюды обнаружены в Иркутской области, Якутии, а также Забайкалье, Таймыре, Карелии и Кольском полуострове.

В промышленности широко используют слюду , её расслаивают и режут на требуемые куски. Слюда является хорошим изолятором, она совсем не проводит электричество и тепло, соответственно, её применение особенно широко в производстве материалов стойких к огню и электрооборудования.

В отрасли кораблестроении этот минерал  используется в иллюминаторах, а также при строительстве яхт. Мелкая слюда  используется в качестве сорбента в сельском хозяйстве.

Как декоративный материал, слюда тоже широко используется. При восстановлении и реставрации различных изделий декоративно-прикладного искусства, созданных из слоновой кости  или дорогих пород дерева. В этих случаях слюда используется на одном уровне с перламутром и фольгой.

В современное время слюда широко и активно применяется в косметологии, а именно при производстве минеральной косметики. Ее добавляют в румяна, пудры, тени, что придает сияние коже наших прекрасных женщин и делает ее более светлой и гладкой.

Слюда имеет богатую историю. В XVI—XVII веках, во дворцах царей, купцов и боярских домах,  а  также в церквях окна были закрыты слюдой. В те времена на Руси слюду называли «стеклом московским» или «хрусталем».

Для того, чтобы вставить слюду в окна , мастера соединяли большое количество разных по размерам кусочков слюды между собой, таким образом, создавались слюдяные стёкла . Их украшали оригинальным орнаментом и различными изображениями. В XVII веке слюдяные окна расписывали цветными красками. Обычно это были изображения трав и цветов, птиц и зверей.

Проникавший, сквозь такие разноцветные, слюдяные стёкла дневной свет делал домашний интерьер уютней, а дом наполнялся радостным настроением.

Окна из слюды тех времён можно сравнить западноевропейскими витражами. В светильниках и фонарях, которые освещали помещения при помощи открытого огня, слюда служила окошками, закрывающими его.  Изысканные шкатулки для  деловых бумаг и драгоценностей, а также дверцы ящиков, в которых хранилась одежда и ткани тоже были изготовлены из слюды. При создании икон, а также для убранства церквей  слюда широко и активно применялась.

Добыче слюды уделялось много внимания, и этот промысел считался одним из важных.  довольно высокая и  колеблется в диапазоне от 15 до 150 рублей за один пуд в зависимости от её сорта и качества, поэтому её  использование могли позволить себе исключительно богатые и состоятельные люди.

Слюда где добывают. Как все начиналось

В известном «Деле о спорных землях башкир на Сибирской стороне Урала» , в челобитной зауральских крестьян и беломестных казаков сказано: «Во 181-м году августа в 1 день в отписке ж из Сибири с Уральских гор думного дворенина Якова Тимофеевича Хитрово с товарыщи написано: по указу блаженныя памяти государя и по грамотам велено им из сибирских городов идти на Уральские горы, серебреной и иных руд и слюды в Уральских горах и в иных местах сыскивать» .

Стоит заметить, что в работе Е.А. Курлаева и И.Л. Маньковой , где достаточно подробно рассмотрена история экспедиции по поиску серебряной руды на Южном Урале в 1669–1773 годах, о задачах поиска слюды не упоминается. Возможно, в челобитной 1695 года упоминание слюды являлось отображением представлений о важности это минерала.

В той же челобитной приводятся следующие данные: « Во 197-м и 198-м годах по указу блаженныя памяти великого государя царя и великого князя Иоанна Алексеевича и великого государя царя и великого князя Петра Алексеевича посланы грамоты из Сибирского приказу в Сибирь в Тобольск, велено близ Уральских гор в гороже, в каменю промышлять на них великих государей слюду, а в промысле и в присылке ис Тобольска к Москве в Сибирский приказ слюды 900 пуд, в продаже по 3 руб. пуд» .

Соответственно, слюда, полученная с месторождений в Уральских горах , в 1689 году поступала в Москву и в немалых количествах. В данном случае мы можем точно определить место, где проводилась ее разработка – на карте С.У. Ремезова , составленной по материалам сыска тобольского дворянина И. Полозова , в рамках процитированного выше «Дела о спорной земле…» , показаны «Слюдные горы» и даже «Дорога к Слюдным горам» .

Рисунок 1. Карта С.У. Ремезова, 1695 год

Эта история имела продолжение – в 1690-х годах добыча слюды на территории Тобольского разряда была отдана в монопольное содержание подъячему приказной палаты Якову Лапину . Он жаловался, что крестьяне Новопышминской слободы «на приискных ево слюдных местах утайкою слюду промышляли и на Ирбитцкой ярманке продавали» Яков Лапин имел разрешение на разработку тех месторождений, где до этого «промышляли слюду на великих государей» , а также на поиск и эксплуатацию новых «вновь слюдных мест» . В 1693 году на добыче слюды у Лапина работало 100 человек, которых возглавлял его племянник Иван Коляев .

Как пишет А.А. Преображенский , промысел Лапина был расположен по рекам Ую и Увелке . Место расположения рудников, которые, разрабатывал Лапин , можно уверенно определить с помощью еще одной карты С.У. Ремезова – «Чертеж» к «доезду» полковника Л.А. Парфентьева .

Рисунок 2. Карта С.У. Ремезова, 1710 год

Полковник Леонтий Иванович Парфентьев служил в Сибирском драгунском полку от его восстановления в 1698 году и, как минимум, до 1709 года, но, поскольку в доезде упоминаются воевода князь Михайло Яковлевич и стольник князь Алексей Михайлович Черкасские , то датировать документ можно 1709–1710 гг., а точнее, весной 1710 года. Эти сведения важны, поскольку А.А. Преображенский полагал, что слюдяной промысел Я. Лапина к 1697 году уже не существовал. Но, если верить карте С.У. Ремезова , избы слюдяного промысла уцелели во время восстания 1705-1709 гг., либо же к моменту составления «чертежа» были отстроены вновь.

Надо отметить, что в сравнении с «чертежом» 1695 года, документ 1710 года показывает довольно сильно изменившуюся ситуацию. Если на карте 1695 года показаны Слюдные горы недалеко от озера Чебаркуль , то на чертеже к доезду полковника Парфентьева обозначены горы Слудные (рядом с озером Чебаркуль из которого вытекает река «Коилна» , а точнее Коелга ) (рис. 2-1). Выше (то есть западнее) в горах у истоков реки Кабанки показаны «Слудныя новыя места» (рис. 2-2), а чуть ниже по Кабанке , по правому ее берегу – «промысел слудной» и «признаки слудные» (рис. 2-3 и 2-4), а далеко на юге (в левой части карты), ниже слияния рек Увелка и Кабанка , мы видим «Заимку Лапина, избы слудного промыслу» (рис. 2-5).

Интересно, что заимка Я. Лапина стояла практически в степной зоне. О разработках слюды в этой местности в более позднее время, в отличие от окрестностей озера Чебаркуль , ничего не известно. Вполне возможно, что и то и другое место разработки этого полезного ископаемого эксплуатировались Я. Лапиным , поскольку ему было разрешено использовать старые месторождения, которые в 1690-х годах вовсе не были выработаны, если принять во внимание, что добыча там продолжалась и в конце XVIII века.

Что такое слюда. Разновидности слюдяных кристаллов

Из разных типов минералов слюды как изоляционный материал применяют только флогопит и мусковит. Они обладают повышенными диэлектрическими способностями, легко расщепляются на отдельные пластинки.

Водопоглощение в кристаллических минералах идет по местам спайности слоев, составляет от 1,3 до 5,5%. Месторождения слюды находятся в гранитных пегматитах, гнейсах, других породах. Кристаллы после добычи очищают, делят на пластинчатые подборы. Расщепляя пластины флогопита или мусковита послойно получают щипаную слюду.

Тонкие пластинки по размеру соответствует контуру подбора. Таким способом получают листочки одинаковой толщины от 10 до 45 мкм. Площадь пластинок маленькая, поэтому их склеивают. Так изготавливают миканиты и микаленты. Эти материалы используют для ответственной пазовой изоляции электрических машин.

Особенности мусковита

Это кристаллический слюдяной минерал цвета серебра на основе калия. Встречаются кристаллы с бледно-зелеными, красными, коричневатыми оттенками и перламутровым блеском. Пластинки материала прозрачны и тонки (толщина листочка до 0,06 мм). Мусковит – инертен к химическим веществам, устойчив к агрессивным щелочам и кислотам. Минерал поддается воздействию концентрированных серной и соляной кислот только при нагреве.

Мусковит термоустойчив до 500С, т. е. свойства материала при нагревании до этой температуры не меняются. При превышении максимально допустимого температурного порога пластинки вспучиваются, утолщаются за счет выхода химически связанной воды. Диэлектрические и другие показатели резко падают. Температура плавления этого слюдяного материала 1260-1300С.

Отличительные черты флогопита

слоистый силикат, слюдяной магнезиальный минерал от светло-желтого до темно-бурого цвета. Пластинки слюды толщиной от 0, 006 до 0,01 мм прозрачны или полупрозрачны. В сравнении с мусковитом флогопит менее устойчив к разрушающим растягивающим нагрузкам, не так эластичен. За счет пониженной сопротивляемости истиранию флогопитовая слюда используется для изготовления коллекторных миканитов.

Из клееных листов штампуют изоляционные прокладки, которые применяют в коллекторах электромашин. При работе прокладки и пластины меди в равной мере стираются под воздействием щеток. Благодаря этому коллекторы успешно функционируют. Флогопит менее стоек к воздействию химических веществ, вступает в реакцию с кислотами, щелочной среды не боится.

Этот вид слюды термостоек до 800С, не меняет свойств при нагреве до такой температуры. После превышения максимального температурного барьера пластинки вспучиваются, электрические и физико-механические показатели резко снижаются. У гидратизированного флогопита с высоким содержанием химически связанной воды качества ухудшаются при нагреве до 200-250С. Флогопит плавится в температурном интервале от 1270 до 1330С.

Характеристики фторфлогопита

Это синтетический слюдяной материал. Листочки, полученные при расщеплении, прозрачны. Термостойкость синтетического материала – до 1000С, что выше, чем у природной слюды, а водопоглощение от 0,5 до 2% – ниже.

Электрические показатели фторфлогопита лучше:

Эту синтетическую слюду применяют в качестве термостойкого изоляционного материала специальных электромашин.

Источник: https://mdmstroyproekt.ru/novosti/slyuda-dlya-chego-ispolzuetsya-mestorozhdeniya-i-sposoby-dobychi-minerala

Слюда камень. Химические свойства

Прежде чем понять, из чего состоит слюда, необходимо отразить ее теплопроводность, химические и дополнительные свойства камня. По своим природным качествам минерал, добываемый на месторождениях, отличается от слюды, производимой синтетическим способом. Для мусковита характерен уровень термостойкости, который составляет 400−700 С. У флогопита она выше — от 200 до 800 С, а фторфлогопит имеет самую высокую термостойкость 1000 С.

В химии минерал обозначается буквами латинского алфавита и имеет общую формулу, которую можно преобразовать и представить в виде X⁺Y 2³⁺(OH, F) 2, реже X⁺Y 3²⁺(OH, F) 2, где X — преимущественно K, реже Na, NH 4, Y — обычно Mg, Fe, Al, реже Ba, Mn, Ca, Ti, Zn, B, V, UO 2.

По показателю плотности фторфлогопит и мусковит схожи, поскольку она равна 2.6−2.8. У синтетических минералов с мусковитом практически схожие коэффициенты терморасширения 19.8−19.9. У флогопита он равен 18.3. Для мусковита характерно водопоглощение 0.3−4.5%, а для флогопита — 1.5−5.2%. У синтетической слюды этот показатель равен 0.4−2%. Природный минерал содержит катионы металлов и их окислы. Показатель, характеризующий температуру, при которой слюда начинает плавиться, составляет 1145−1400 С. Эта величина зависит от примесей в составе минерала и от содержащихся в нем химических веществ.

Расплавленная слюда способна быстро застывать. Это позволяет изготавливать из нее стекло либо эмаль. Если она застывает медленно, то в структуре происходит образование кристаллов.

Под воздействием высоких температур минерал испытывает вспучивание. Этот процесс приводит к увеличению кристаллов минерала в объеме и их последующему расширению. Их структуру заполняют газы и поры, что вызывает расщепление на слои, которые под влиянием газа отделяются один от другого.

В процессе остывания вспученная порода становится тоньше. Это происходит не до самого конца. По этой причине сам процесс называется остаточным вспучиванием.

Слюда цвет. Разновидности минерала

Слюда имеет разнообразную классификацию в зависимости от химического состава, цвета и сфер применения. Так, по физико-химическим характеристикам выделяют три вида слюды:

• Мусковит – калиевая слюда. Имеет характерный серебристый и молочный цвет, однако при наличии примесей других пород экземпляры мусковита приобретают оттенки красноватого, жёлтого, розового и зелёного. Плавится мусковит при температуре +1300 градусов.
  Толщина листов такой слюды достигает 0,06 мм максимум.
• Биотит. Состав минерала состоит преимущественно из железа, как следствие, он имеет непрозрачный цвет. Встречаются биотиты бронзовых, медных, зеленоватых и редко чёрных цветов. Камень практически не плавится, а также расщепляется в растворе концентрированной серной кислоты.
• Флогопит – калиево-магнезиальная слюда. Отличительная черта флогопита заключается в его широкой цветовой гамме от янтарного до черного. Камень отличается от мусковита тем, что имеет меньшую упругость и устойчивость к растяжению. Из флогопита изготавливают изоляционные материалы для пластин из меди. Толщина листов этой разновидности минерала достигает 0,01 мм максимум. Под воздействием больших температур слюда деформируется и становится непригодной для дальнейшей эксплуатации. Температура плавления флогопита 1330°C.
• Миканиты. Различают твёрдые и неупругие, гибкие и мягкие минералы слюды. Получают миканит производственным путем при склеивании нескольких листов из кусочков слюды. Полученную в результате консистенцию выкладывают на поверхность и формируют ровный лист, затем его обрабатывают с помощью специальной смолы и наносят сверху точно такой же слой. Процесс продолжается до получения необходимой толщины. Завершающим этапом производства служит процедура горячего прессования.

Блеск слюды. Молотая слюда

Основное применение сухого измельчения слюды в США - это герметик для заполнения и отделки швов и дефектов в гипс стеновая плита ( гипсокартон ). Слюда действует как наполнитель и расширитель, обеспечивает гладкую консистенцию, улучшает удобоукладываемость смеси и обеспечивает устойчивость к растрескиванию. В 2008 г. на шовную массу приходилось 54% потребления сухой измельченной слюды. В лакокрасочной промышленности молотая слюда используется в качестве наполнителя пигмента , который также способствует суспендированию, уменьшает меление, предотвращает усадку и сдвиг пленки краски, повышает устойчивость пленки краски к проникновению воды и атмосферным воздействиям и осветляет тон цветных пигментов. Слюда также способствует адгезии краски в водных и масляно-смоляных составах. Потребление сухой измельченной слюды в краске, занимающей второе место по применению, составило 22% от сухой измельченной слюды, использованной в 2008 году.

Молотая слюда используется в индустрии бурения скважин в качестве добавки к буровые растворы . Крупно измельченные хлопья слюды помогают предотвратить потерю циркуляции, герметизируя пористые участки просверленного отверстия. На буровые растворы для скважин приходилось 15% использования слюды сухого помола в 2008 году. промышленность пластмасс использовала слюду сухого помола в качестве наполнителя и наполнителя, особенно в деталях для автомобилей в качестве легкой изоляции для подавления звука и вибрации. Слюда используется в пластиковой автомобильной облицовке и крыльях в качестве армирующего материала, обеспечивающего улучшенные механические свойства и повышенную стабильность размеров, жесткость и прочность. Пластмассы, армированные слюдой, также обладают стабильностью размеров при высоких температурах, уменьшенным короблением и лучшими поверхностными свойствами по сравнению с любым наполненным пластиковым композитом. В 2008 г. потребление слюды сухого помола для производства пластмасс составляло 2% рынка. В резиновой промышленности измельченная слюда использовалась в качестве инертного наполнителя и смазки для форм при производстве формованных резиновых изделий, таких как шины и кровля. Пластиковая текстура действует как антиадгезивный агент. На смазку для резиновых форм приходилось 1,5% слюды сухого помола, использованной в 2008 году. В качестве добавки к резине слюда снижает газопроницаемость и повышает упругость.