什么叫高嶺土
高嶺土(Kaolin)一詞源于江西景德鎮(zhèn)高嶺村產(chǎn)的一種可以制瓷的白色粘土而得名。
高嶺土礦是高嶺石亞族粘土礦物達(dá)到可利用含量的粘土或粘土巖。
高嶺土物理和化學(xué)性能
? 高嶺土理論化學(xué)式Al2O3·2SiO2·2H2O。
? 高嶺土的化學(xué)成分中含有大量的Al2O3、SiO2、H2O和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等。
? 從理論上分析,高嶺石的化學(xué)成分應(yīng)為:二氧化硅(SiO2)46.5%,三氧化二鋁(Al2O3)39.5%,水(H2O)14%。
高嶺石屬1:1型二八面體層狀硅酸鹽(圖1),結(jié)構(gòu)單元由一個(gè)SiO4四面體層AlO2(OH)4八面體層連接而成,層間為氫氧鍵連接,起結(jié)構(gòu)單元沿c軸方向重復(fù)堆疊組成高嶺石晶體,相鄰的結(jié)構(gòu)單元層通過(guò)鋁氧八面體的OH與相鄰硅氧四面體的O以氫鍵相連,在外力作用下晶體沿(001)方向裂解為小的薄片。電鏡下呈自形六方板狀、半自形或他形片狀晶體,集合體通常呈片狀、鱗片狀、放射狀等。(圖2)
圖1
圖2
高嶺土的分類
煤系高嶺土 kaolin in the coal seam(coal serial kaolin)
以煤層中夾矸、頂?shù)装寤騿为?dú)礦層形式存在的高嶺土。主要成分為高嶺石,普遍含有有機(jī)炭質(zhì),呈灰黑色或褐色。
硬質(zhì)高嶺土(高嶺石巖) kaolin
未經(jīng)風(fēng)化的塊狀高嶺石,磨細(xì)后具可塑性。
軟質(zhì)高嶺土 soft kaolin
以土狀高嶺土為主,砂質(zhì)含量小于50%,可塑性較強(qiáng)。
砂質(zhì)高嶺土 sanay kaolin
含有土狀高嶺土,但砂質(zhì)含量在50%以上,可塑性較弱。
偏高嶺土 metakaolin
以高嶺土為原料,在適當(dāng)溫度下(600℃-900℃)煅燒脫去結(jié)構(gòu)水后形成的產(chǎn)物。
水洗高嶺土 washed kaolin
軟質(zhì)或砂質(zhì)高嶺土在水中分散,除去其伴生的砂質(zhì)礦物后所得的產(chǎn)物。
煅燒高嶺土 calcined kaolin
以高嶺土為原料,經(jīng)900℃以上高溫煅燒后形成的產(chǎn)物。
精細(xì)高嶺土 fine kaolin clay
精細(xì)高嶺土是指高嶺土經(jīng)提純、超細(xì)、鍛燒、改性、復(fù)合等工藝加工制備的高嶺土深加工產(chǎn)品。
自然產(chǎn)出的高嶺土礦石根據(jù)其成因、質(zhì)量、可塑性和砂質(zhì)(石英、長(zhǎng)石、云母等礦物粒徑>50um)的含量劃分為硬質(zhì)高嶺土(巖)、軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土三種工業(yè)類型。
表一|高嶺土礦石類型及特征
類 型
礦 石 特 征
硬質(zhì)高嶺土(高嶺巖)
質(zhì)硬(莫氏硬度3~4),無(wú)可塑性,粉碎細(xì)磨后才有可塑性
軟質(zhì)高嶺土(土狀高嶺土)
質(zhì)軟,可塑性一般較強(qiáng),砂質(zhì)含量<50%
砂質(zhì)高嶺土
質(zhì)松軟,可塑性一般較弱,除砂后可塑性較強(qiáng),砂質(zhì)含量≥50%
硬質(zhì)高嶺(巖)土包括大量以煤層的頂板、底板、夾矸形式產(chǎn)出或賦存于距煤層較近的所謂煤系高嶺(巖)土。這種高嶺(巖)土由于含有有機(jī)質(zhì)及雜質(zhì)而呈黑灰色、褐色、淺綠色、灰綠色等顏色,致密塊狀或砂狀,瓷狀斷口或似貝殼狀斷口,無(wú)光澤至蠟狀光澤,條痕灰色至白色,莫氏硬度在3左右。
表二|高嶺土的理化性能
項(xiàng) 目
指 標(biāo)
物理
性能
顏色
白色或近于白色,最高白度>95%
莫氏硬度
1~2,有時(shí)可達(dá)3~4
可塑性
良好的成型、干燥和燒結(jié)性能
分散性
易分散、懸浮
電絕緣性
200℃時(shí)電阻率>1010Ω·cm,頻率50Hz時(shí)擊穿電壓>25KV/mm
化學(xué)
性能
化學(xué)穩(wěn)定性
抗酸溶性好
陽(yáng)離子交換容量
一般3~5mg/100g
耐火度
1770~1790℃
高嶺土的用途
質(zhì)純的高嶺土具有諸多優(yōu)異性能,如較高的白度和亮度、強(qiáng)吸水性、良好的可塑性、優(yōu)良的電絕緣性、良好的抗酸堿性、弱的陽(yáng)離子交換性和強(qiáng)離子吸附性、良好的燒結(jié)性和較高的耐火粘土等性能。
高嶺土在應(yīng)用的過(guò)程中可增大材料的體積、提高塑料、橡膠等產(chǎn)品的絕緣強(qiáng)度;除此之外,可提高對(duì)紅外線阻隔效果等,廣泛應(yīng)用于耐火材料、橡膠、塑料、水泥、汽車、陶瓷、紡織、環(huán)保、涂料、電纜、造紙、油漆、石油化工、搪瓷、農(nóng)業(yè)、國(guó)防尖端技術(shù)等領(lǐng)域。高嶺土還被用于代替鋼鐵制造切削刀具、車床鉆頭和內(nèi)燃機(jī)外殼等方面。
水洗高嶺土 主要應(yīng)用于油漆、催化劑、填料、墨水顏料、橡膠、塑料等行業(yè)。
煅燒高嶺土 主要應(yīng)用造紙、油漆、橡膠、陶瓷、涂料、模具、塑料、電纜、水泥行業(yè)。
表三|高嶺土行業(yè)應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域
主 要 用 途
陶瓷工業(yè)
日用瓷、建筑陶瓷、電瓷、耐腐蝕陶瓷、工藝美術(shù)瓷、特種陶瓷等
造紙工業(yè)
紙張?zhí)盍稀~版紙、涂布白紙板、涂布紙等的涂料或顏料
涂料工業(yè)
涂料的填料和顏料
耐火材料及水泥
光學(xué)玻璃和玻纖用坩堝、耐火磚、匣缽、耐火泥、白水泥等
塑料、橡膠、電纜
塑料、橡膠的填料,電纜的絕緣填料
石油、化工
石油裂解催化劑載體、分子篩、吸附劑
醫(yī)藥、輕工
吸附劑、醫(yī)藥涂層、添加劑、漂白劑、化妝品、鉛筆、顏料等
農(nóng)業(yè)
化肥、農(nóng)藥、殺蟲劑等載體
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)