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机床加工的材料基本全是钢，属于废钢

Ⅳ 云母纸板边角料回收利用技术

朱瀛波 张小伟 张翼 刘淑鹏

（武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉 430070）

摘要 云母纸板在电气行业的应用越来越广泛，人造云母纸板的产量也在不断地增加，随之而来的问题是在云母纸板的剪裁及冲切成型过程中，产生了大量无法回收利用的云母纸板边角料。这些边角料作为废弃物被遗弃，既造成环境污染，又浪费了宝贵的资源。本研究旨在寻找一种新的方法，使云母纸板边角料开解并重新利用，实现人造云母纸板无废清洁生产新工艺。

关键词 云母纸板；边角料；开解；开解率。

第一作者简介：朱瀛波，男，教授，博士生导师，从事非金属矿选矿及深加工技术研究开发20余年，通讯地址：武昌珞狮南路122号 武汉理工大学资源与环境工程学院，430070；E-mail：[email protected]。

一、概述

（一）云母

云母是一种透明片状的非金属矿物，是一类含水铝硅酸盐。它是电和热的不良导体，具有一定的耐高热性能，而且由于云母的结晶为层状结构，对垂直于解理面的电场具有极高的绝缘性能。云母的成分通式可用X ｛Y_2-3［Z₄O₁₀］（OH）₂｝ 表示。Z组阳离子主要是Si和Al。Y组阳离子主要为Al^3＋，Fe^3＋和Mg^2＋。单元结构层均由三个基本结构层组成。四面体层与八面体层的比例为2∶1。四面体层的Si约有1/4被Al置换，使Si∶Al为3∶1。硅氧四面体层呈六方网格状分布，上下两层四面体相对排列，但在平面上的位置并不重合。云母具有很强的抗拉强度和抗压、抗剪强度、柔韧性好，它的晶格十分稳定，加之是特殊层状构造，使云母具有优良的绝缘性能和耐热性能。

长期以来，云母一直是电气行业中不可缺少的绝缘材料。目前，虽然已经出现很多新型材料，但还没有任何一种绝缘材料能够取代云母。随着电气行业的发展，对云母的需要量不断增长。云母开采困难，剥制片云母全凭手工操作，出成率极低，解决这一矛盾的有效途径是提高云母本身的利用率，其中重要的途径是云母纸的制造和应用^［1～6］。

（二）云母纸

云母纸是以碎云母为原料，经制浆，在造纸机上抄制而成的，它保持了天然云母的多种优良性能，且厚度均匀、介电强度波动范围小、电晕起始电压高而稳定。其介质损耗的电压特性比天然片云母好，绝缘稳定得多。在许多领域可取代天然片云母。云母纸制造技术与大规模集成电路、高温塑料、光导纤维并驾齐驱，在国外被誉为对当代电气电子工业做出重要贡献的四大技术之一。

但是，用云母抄制的云母纸机械强度较低，一般不能直接使用，常需用胶粘剂、补强材料制成各种制品，才能满足各方面不同要求。云母纸板是由多层云母纸经过加胶在一定的温度压力下压合而成的。云母纸板在使用时，根据需要必须冲切成各种形状，在冲切的过程中，会产生大量的边角废料，这部分废料通常被当作工业垃圾处理，这样既污染环境，又浪费云母资源，所以急需一种方法来处理这些云母纸板的边角料。

本研究提出一种云母纸板边角料回收的方法：通过一种开解剂的浸泡，使云母纸板开解脱胶，在机械力的帮助下，使其成为可回收再利用的纸浆，符合建设节约、环保型社会的要求。

二、实验方案

实验选取化学法，用一种合适的开解剂来浸泡云母纸板边角料，开解剂与云母纸板的黏结胶发生化学反应，使黏合胶失去粘结效用与云母分离；再用高速打浆机打浆并施加一定的机械力。清洗后的再生云母浆料可用来重新抄取云母纸。

本实验云母纸板边角料来源于湖北平安电工材料有限公司，以解决其生产中所废弃的大量云母纸边角料问题。

经过初步的探索实验，找出了影响云母纸板边角料开解的各项因素。主要影响因素有：开解剂的用量、浸泡物料浓度、浸泡反应时间、打浆转速、打浆时间、打浆浓度等。

三、开解实验

实验中，每次取100 g云母纸板边角料，以一定用量的合适开解剂浸泡，反应一段时间后，在一定的打浆浓度、打浆转速下开始打浆，打好的浆料用水力分级的方法分出未开解大片。通过各个影响因素的交叉实验，获得最佳的工艺条件。

（一）开解剂用量与浸泡物料浓度对云母纸板开解的影响

实验采用开解剂用量分别为6 kg/t、9 kg/t、12 kg/t、15 kg/t、18 kg/t，选用浸泡时间为1 d（24 h），浸泡物料浓度为30%、35%、40%、45%，打浆转速为1400 r/min，打浆时间30 min，打浆浓度20%，得到如下的实验结果（表1）：

表1 开解剂浓度对云母纸板边角料开解的影响

从表1中可以看出，随着开解剂用量的增加，开解率的整体水平在提高，当开解剂用量增大到12 kg/t时，开解率的增长趋于平缓，再增加开解剂用量，开解率的变化不明显，不同的浸泡物料浓度都显示了同样的变化规律。综合此方面的考虑，选择开解剂的用量为12 kg/t比较经济合理。

从表1中可以看出，随着浸泡物料浓度的增加，开解率在逐渐提高，但变化的幅度较小，说明开解剂用量范围在6～18 kg/t时，浸泡物料浓度对云母纸板开解率的影响不大。随着浸泡物料浓度的增加及浸泡药剂浓度的增大，用水量减小，开解率呈上升趋势，故选择浸泡物料浓度为45%较为合适。

（二）浸泡反应时间对于云母开解的影响

实验选用浸泡反应时间6 h、12 h、18 h、24 h、30 h，开解剂用量为12 kg/t，浸泡物料浓度为45%，打浆转速为1200 r/min，打浆时间30 min，打浆浓度20%，得到如下的实验结果：

从表2可以看出，浸泡时间在6～30 h变化时，随着浸泡时间的增加，开解率一直在增长，当浸泡时间达到24 h时，开解率的增长趋于平缓，且云母纸板的开解率达到98.4%，效果已经很明显。综合考虑，浸泡反应时间选取在24 h比较经济合理。

表2 浸泡时间对云母纸板开解率的影响

（三）打浆时间对云母纸板开解的影响

实验选用药剂用量为12 kg/t，浸泡物料浓度为45%，浸泡1 d（24 h）后的浆料，分别选取打浆时间为10 min，20 min，30 min，40 min，50 min，打浆浓度选择20%，打浆转速为1400 r/min，其实验结果如下：

从表3可以看出，随着打浆时间的增加，开解率逐渐增大。当打浆时间在30 min之后，开解率增大趋于平缓。故打浆时间定在30 min时比较合理。

表5 云母纸板边角料开解后的粒度组成

五、结论

综上所述，用开解剂浸泡法处理云母纸板边角料是一种比较有效的方法，厂家利用开解后的云母鳞片返回生产线再造纸，生产的云母纸拉伸强度达10N/cm，在可行性方面可以达到生产的要求。鉴于每年产生大量的云母纸板边角料及废弃物需要回收利用，化学浸泡法处理云母纸板边角料将会有广阔的前途，市场前景巨大。

参考文献

［1］吴自强，魏鹏，唐四丁.云母纸的性能及其主要制品［J］.化工时刊，1997，4：7-12

［2］云母综合利用编写组.云母综合利用［M］.北京：中国建筑工业出版社，1984

［3］任耀武.碎云母的工业用途及开发［J］.内蒙古地质，1998（3）：17-21

［4］任耀武.河北省绢英粉的开发利用［J］.华北地质矿产杂志，1995（2）

［5］袁楚雄，田中凯，刘奇.云母及其深加工［J］.国外金属矿选矿，1996（4）：42-46

［6］戴为胜.我国云母纸和湿磨云母粉工业现状及展望［J］.非金属矿，1995（5）

A New Technology of Recycling and Reusing Mica Cardboard Leftover Materials

Zhu Yingbo，Zhang Xiaowei，Zhang Yi，Liu Shupeng

（School of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan）

Abstract：The application of mica cardboard in electric instry is becoming wider and wider，and the proction of man-made mica cardboard is increasing.The problem followed is that the process brings about too much unrecycleable mica cardboard leftover materials when the mica cardboard is cut out and punched and shaped.Those leftover materials are always cast away as the waste，resulting in not only environmental pollution but also waste of resources.This research work attempts to find a new way to decompose mica cardboard leftover materials into pieces so as to be reused and realize the new clean proction process of man-made mica cardboard.

Key words：mica cardboard，leftover materials，decomposition，decomposition rate.

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