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高岭土

高岭土是一种含铝的硅酸盐矿物,质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能;具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。主要是作为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料,同时用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。
中文名
高岭土
外文名
kaolin
别    称
瓷土 白土 观音土  陶土 阁土粉
类    别
非金属矿产
化学式
Al203·2Si02·2H20
分子量
258
颜    色
白色软泥状

目录


    高岭土(又称观音土、白鳝泥、膨土岩、斑脱石、甘土、皂土、陶土、白泥)是一种含铝的

物化性质:多无光泽,质纯时颜白细腻,如含杂质时可带有灰、黄、褐等色。外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。密度2.54-2.60 g/cm3。熔点约1785℃。具有可塑性,湿土能塑成各种形状而不致破碎,并能长期保持不变。

高岭土矿床成因类型

以高岭土矿床成因为基础,根据不同成矿作用所体现的成矿地质、地理条件、矿床规模、矿体形态和赋存特征、矿石物质组分等方面的差异,

根据其质地、可塑性和砂质的质量分数分为三种类型:

1、硬质高岭土:质硬,无可塑性,粉碎细磨后具可塑性。

2、软质高岭土:质软,可塑性较强,砂质质量分数<50%;

3、砂质高岭土:质松软,可塑性较弱,砂质质量分数>50%。

我国高岭土矿资源概况

我国高岭土矿产资源排名世界前列,已探明267处矿产地,探明储量29.10亿吨,其中:我国非煤建造高岭土,资源储量居世界第五位.已探明储量14.68亿吨,主要集中分布在广东,陕西,福建,江西,湖南和江苏六省占全国总储量的84.55%;含煤建造高岭土(高岭岩)储量占世界首位, 探明储量为14.42亿吨,主要分布在山西大同,怀仁,朔州,内蒙古准格尔,乌达,安徽淮北,陕西韩城等地其中以内蒙古

世界高岭土资源丰富,分布较为广泛。美国、英国、巴西、印度、保加利亚、澳大利亚、俄罗斯等国家有优质高岭土资源。目前,世界已查明高岭土资源量约为209亿吨。

国内外主要高岭土矿床

(1)美国佐治亚州——南卡罗来纳州高岭土矿带是美国最大的高岭土矿床和产区。该区矿床为次生

目前我国高岭土矿点有700多处,对200处矿点探明储量为30亿吨,矿点较为分散。其中煤系高岭土16.7亿吨,主要分布在中国北方的东北、西北的石炭一二叠纪煤系中,以煤层中夹矸、顶底板或单独矿层形式存在。

高岭土高岭土
    中国是产煤大国,基本上大型煤矿都伴生有煤系高岭土,因而煤系高岭土储量十分丰富。非煤系高岭土1996年探明工业储量14.32亿吨。

与其它非金属资源相比,高岭土不属于中国的优势资源,如按人均算则更为短缺。而且中国高岭土资源的分布比较分散,品位不高,大多数为煤系高岭土(国外很少),需要经过煅烧或改性,用于造纸涂布有天然的局限性。

而且煤系高岭土由于属于煤的伴生矿,难以大规模开采利用。在中国,非煤系高岭土与煤系高岭土储量相当,但绝大多数为管状高岭土,粘度大,不能用于造纸涂布。

据所了解资料,只有广东、广西、安徽、河北沙河的高岭土资源可以开发用于造纸涂料,因此资源十分宝贵。

质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能;具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。有报道称,日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年,现代科学技术飞速发展,使得高岭土的应用领域更加广泛,一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料,甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件,也用高岭土制成。

造纸用煅烧高岭土以优质的煤系高岭土为原料,经选矿、超细粉磨、煅烧而成。它具有较完整的六方片状结构、良好的孔隙度、合理的粒度分布范围和极佳的光散射性等特点。同时,由于白度高、磨耗值低、吸油性好,是一种优良的涂料颜料,在造纸行业中主要用于涂布的面涂。其具有降低生产成本,提高纸张性能,提高油墨吸收率,与其他组分有良好的相容性且自身粘浓度高的特点。

工艺特性

白度亮度

高岭土高岭土
    白度是高岭土工艺性能的主要参数之一,纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说,煅烧后的白度更为重要,煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准,煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000&Aring;(即埃,1埃=0.1纳米)波长光的反射率的装置。在白度计中,将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比,即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。

亮度是与白度类似的工艺性质,相当于4570&Aring;(埃)波长光照射下的白度。

高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含

高岭土高岭土
    日前陶瓷、橡胶、塑料、人造革、自水泥、耐火材料、化学等工业以及农业毋有广泛应用。随着对高蛉土选矿工艺的进一步提高,高岭土的应用范围将日趋广泛。煤田地质系统各单位,可以从实际情况出发,立足于煤系地层中高岭土资源及市场需求。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿,过去一般用于生产陶瓷,耐火材料以及少量掺入塑料,橡胶中作填料。随着国民经济各领域的日益发展,人们越来越重视高岭土的深度加工,因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料,而且还可提高经济效益。对高岭土进行深加工舳方法之一,即将巳淘洗和韧步烘干磨耪的高岭土进一步加热,焙烧,脱水,使其变成偏高岭土,用作塑料电缆科的填料,以提高电缆包皮的绝缘性能。常用的鞋类橡胶填充剂主要有有机填充剂和无机填充剂两种,前者包括再生胶和回收料等,后者包括白炭黑、碳酸钙、钛白粉、碳酸镁、氧化镁、炭黑和锌氧粉等。高岭土是近几年开发的一种新型橡胶制品填充剂。

但是高岭土的所有应用都必须要经过加工,成为细粉,才能加入到其他材料中,完全融合。

陶瓷运用

陶瓷工业是应用高岭土最早、用量较大的行业。一般用量为配方的20%~30%。高岭土在陶瓷中的作用是引入

(1)为分离高岭土中的石英、长石、云母、铁矿物、钛矿物等非黏土矿物及有机质,生产出能满足各工业领域需求的高岭土产品,除了采用重选、浮选、磁选等对高岭土进行提纯除杂外,有时还要采用化学漂白、超细剥片、煅烧、表面改性等深加工方法对高岭土进行处理。高岭土的选矿加工分为干法和湿法两种工艺。(1)干法一般是将采出的原矿经过破碎机破碎至25mm左右,给入笼式破碎机中,使粒度减小至6mm左右。碎后的矿石再经配有离心分离机和旋风除尘器的吹气式雷蒙磨进一步磨细。该工艺可将大部分砂石除去,适用于加工那些原矿白度高、砂石含量低、粒度分布适宜的矿石。干法加工生产成本低,产品通常用于橡胶、塑料及造纸等工业的低价填料。

加工加工
    (2)湿法加工工艺一般将原矿破碎后,经过捣浆、除砂、旋流器分级、剥片、离心机分级、磁选(或漂白)、浓缩、压滤、干燥即可,这样得到的产品可用于陶瓷或造纸涂料。如果制备填料级或造纸涂料级高岭土则需要增加煅烧工艺,即原矿粉碎、捣浆、旋流器分级、剥片、离心分级、浓缩、压滤、内蒸干燥、煅烧、解聚等。

(3)煅烧法。煅烧是为生产特殊高岭土产品而广泛应用的方法。它有4个煅烧温度范围:500~700℃、925℃、1000℃、1400℃。在不同温度下煅烧,所得的产品应用范围也不同,只脱除羟基的煅烧高岭土用作电缆塑料和橡胶密封圈的填料;经1000℃煅烧的高岭土可代Tio2,用作纸张填料;经过1300~1525℃煅烧的高岭土可用作耐火制品的填料、光学玻璃坩埚内衬等。

(4)剥片法。为了制取涂料级高岭土产品,必须把较厚的叠层状高岭土剥成薄片,剥片的方法有湿法研磨、挤压和化学药剂浸泡法。①湿法研磨法。将高岭土配制成固体气量40%左右的矿浆,加入分散剂后,添加有研磨介质(如石英砂、瓷珠、玻璃珠、尼龙聚乙烯珠等)的研磨机内,研磨一定时间后、过筛,再经沉淀分级即得。②挤压法。将高岭土矿浆送至高压均浆器中,将高压均浆器加压到20~35Mpa,然后由喷嘴喷出,由于压力突然降低,使高岭土晶体叠层“松动”。高速喷出的料浆喷射到叶轮上,突然改变运动方向,使松动的晶体叠层发生剥离。③化学药剂浸泡法。用尿素的饱和溶液浸泡高岭土粉,同时加热至30~80℃,再添加少量的分散剂,使高岭土充分分散后,进行高速搅拌,从而使晶体叠层剥离。也可用联苯胺、乙酰胺等代替尿素。将AlCl3的中性水溶液与Na2SiO3按照1∶0.75到1∶5的比例混合,产生沉淀。在110℃下干燥,即得到Al2O3•2SiO2•2H2O。

(5)将高岭土磨细,洗涤去砂,用无机酸处理,水洗至近中性,在3 3 0℃以上脱水而成。

(6)粉碎加工。就高岭土目前加工方式而言,有机械粉碎和气流粉碎两种方式。而机械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工为机械方式,因此粉碎细粉里有铁含量增加与其他杂质,对应用纯度要求较高行业而言,有缺陷;气流粉碎由于采取物料与物料之间相互碰撞与剪切,没有粉碎介质参与,因而有效保障了物料的纯度,从而满足纯度要求较高行业的应用效率,同时气流粉碎机的粉碎细度可达5000目(细度范围可调1000目-5000目)。

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