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一、什麼叫高嶺土
高嶺土(Kaolin)一詞源於江西景德鎮高嶺村產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到可利用含量的粘土或粘土巖。
二、高嶺土物理和化學性能
▷ 高嶺土理論化學式Al2O3•2SiO2•2H2O。
▷ 高嶺土的化學成分中含有大量的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,高嶺石的化學成分應為:二氧化矽(SiO2)46.5%,三氧化二鋁(Al2O3)39.5%,水(H2O)14%。
高嶺石屬1:1型二八面體層狀矽酸鹽(圖1),結構單元由一個SiO4四面體層AlO2(OH)4八面體層連接而成,層間為氫氧鍵連接,起結構單元沿c軸方向重複堆疊組成高嶺石晶體,相鄰的結構單元層通過鋁氧八面體的OH與相鄰矽氧四面體的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
三、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、頂底板或單獨礦層形式存在的高嶺土。主要成分為高嶺石,普遍含有有機炭質,呈灰黑色或褐色。
硬質高嶺土(高嶺石巖) kaolin
未經風化的塊狀高嶺石,磨細後具可塑性。
軟質高嶺土 soft kaolin
以土狀高嶺土為主,砂質含量小於50%,可塑性較強。
砂質高嶺土 sanay kaolin
含有土狀高嶺土,但砂質含量在50%以上,可塑性較弱。
偏高嶺土 metakaolin
以高嶺土為原料,在適當溫度下(600℃-900℃)煅燒脫去結構水後形成的產物。
水洗高嶺土 washed kaolin
軟質或砂質高嶺土在水中分散,除去其伴生的砂質礦物後所得的產物。
煅燒高嶺土 calcined kaolin
以高嶺土為原料,經900℃以上高溫煅燒後形成的產物。
精細高嶺土 fine kaolin clay
精細高嶺土是指高嶺土經提純、超細、鍛燒、改性、複合等工藝加工製備的高嶺土深加工產品。
自然產出的高嶺土礦石根據其成因、質量、可塑性和砂質(石英、長石、雲母等礦物粒徑>50um)的含量劃分為硬質高嶺土(巖)、軟質高嶺土和砂質高嶺土三種工業類型。
表一|高嶺土礦石類型及特徵
類 型
礦 石 特 徵
硬質高嶺土(高嶺巖)
質硬(莫氏硬度3~4),無可塑性,粉碎細磨後才有可塑性
軟質高嶺土(土狀高嶺土)
質軟,可塑性一般較強,砂質含量<50%
砂質高嶺土
質鬆軟,可塑性一般較弱,除砂後可塑性較強,砂質含量≥50%
硬質高嶺(巖)土包括大量以煤層的頂板、底板、夾矸形式產出或賦存於距煤層較近的所謂煤系高嶺(巖)土。這種高嶺(巖)土由於含有有機質及雜質而呈黑灰色、褐色、淺綠色、灰綠色等顏色,緻密塊狀或砂狀,瓷狀斷口或似貝殼狀斷口,無光澤至蠟狀光澤,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 目
指 標
物理
性能
顏色
白色或近於白色,最高白度>95%
莫氏硬度
1~2,有時可達3~4
可塑性
良好的成型、乾燥和燒結性能
分散性
易分散、懸浮
電絕緣性
200℃時電阻率>1010Ω•cm,頻率50Hz時擊穿電壓>25KV/mm
化學
性能
化學穩定性
抗酸溶性好
陽離子交換容量
一般3~5mg/100g
耐火度
1770~1790℃
四、高嶺土的用途
質純的高嶺土具有諸多優異性能,如較高的白度和亮度、強吸水性、良好的可塑性、優良的電絕緣性、良好的抗酸鹼性、弱的陽離子交換性和強離子吸附性、良好的燒結性和較高的耐火粘土等性能。
高嶺土在應用的過程中可增大材料的體積、提高塑料、橡膠等產品的絕緣強度;除此之外,可提高對紅外線阻隔效果等,廣泛應用於耐火材料、橡膠、塑料、水泥、汽車、陶瓷、紡織、環保、塗料、電纜、造紙、油漆、石油化工、搪瓷、農業、國防尖端技術等領域。高嶺土還被用於代替鋼鐵製造切削刀具、車床鑽頭和內燃機外殼等方面。
水洗高嶺土 主要應用於油漆、催化劑、填料、墨水顏料、橡膠、塑料等行業。
煅燒高嶺土 主要應用造紙、油漆、橡膠、陶瓷、塗料、模具、塑料、電纜、水泥行業。
表三|高嶺土行業應用
應用領域
主 要 用 途
陶瓷工業
日用瓷、建築陶瓷、電瓷、耐腐蝕陶瓷、工藝美術瓷、特種陶瓷等
造紙工業
紙張填料、銅版紙、塗布白紙板、塗布紙等的塗料或顏料
塗料工業
塗料的填料和顏料
耐火材料及水泥
光學玻璃和玻纖用坩堝、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
醫藥、輕工
吸附劑、醫藥塗層、添加劑、漂白劑、化妝品、鉛筆、顏料等
農業
化肥、農藥、殺蟲劑等載體
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80.注漿時可能產生的5種缺陷及原因分析
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87.從坯體本身及釉漿的工藝性能兩方面分析,影響施釉操作的5種因素
88.詳細分析澆注石膏模型的3個工藝要點
89.詳細分析澆注石膏模型的3個工藝要點
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