礦產材料介紹:高嶺土(Kaolinite),因為它景德鎮才得冠上瓷都美稱
CP-MG 20180123 10:30
資料來源:每日頭條
圖片來源:Worldatlas、礦世界
高嶺土,學名:KAOLIN
英文同义词: Anhydrol;Argilla;Bilt-cote;Bilt-plates;Buca;Catalpo;Chinaclaypowder;Clays,
CAS号:1332-58-7
分子式:H2 Al2 O8 Si2 . H2 O
分子量:258.16
EINECS号:265-064-6
Mol文件:1332-58-7.mol
熔点: 1750 °C
密度 :2,6 g/cm3
折射率: 1.6200
颜色:75-96, Hunter Brightness
PH值:6-7 (50g/l, H2O, 20℃)(slurry)
高嶺土是一種重要的非金屬礦產,是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土岩,與雲母、石英、碳酸鈣並稱為四大非金屬礦。
因江西省景德鎮高嶺村而得名,因呈白色而又細膩,又稱白雲土、台灣稱白土質純的高嶺土呈潔白細膩、鬆軟土狀,具有良好可塑性和耐火性等理化性質。
其基本組成為高嶺石組和多水高嶺石組,主要由高嶺石、埃洛石組成,含量可達90%以上,其次還有水雲母,常混有黃鐵礦、褐鐵礦、銳鈦礦、石英、玉髓、明礬等,有時還有少量有機質。
通常呈微小片狀、管狀、迭片狀等形狀,由高嶺石族礦物(高嶺石、地開石、埃洛石等)組成,其主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石。
高嶺土用途非常廣泛,主要是由於它的可塑性、粘結性、一定的乾燥強度、燒結性及燒後白度等特殊性能,使其成為陶瓷生產的主要原料,通常所說的高白泥就是指高嶺土含量高的泥土,燒出來的瓷器比高嶺土含量低的要白很多,除此之外它還有不少其他的用途。
陶瓷產業用途:
白度通常作為評價高嶺土工藝性能的重要指標,分為自然白度與煅燒後白度兩類,高嶺土越純白度越高。白度的大小可通過白度計來測量,即用白度計對比待測樣與標樣的反射率,從而得到白度值(例如,白度值80表示待測樣的反射率為標樣的80%)。
亮度相當於4570A波長光照下的白度,是類似於白度的另一種工藝性能。高嶺土中金屬氧化物及有機物的含量是決定高嶺土顏色的主要因素,這些物質會使高嶺土的白度有所降低,而鐵、鈦等物質的存在還會使其煅燒後白度受到一定影響。
高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3,有利於莫來石的生成,提高其化學穩定性和燒結強度,在燒成中高嶺土分解生成莫來石,形成坯體強度的主要框架,可防止製品的變形,使燒成溫度變寬,還能使坯體具有一定的白度。
同時,高嶺土具有一定的可塑性、粘結性、懸浮性和結合能力,賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性,使陶瓷泥坯有利於車坯及注漿,便於成形。
如用在電線中,可以增加絕緣性,降低其介電損耗。陶瓷不僅對高嶺土的可塑性、結合性、乾燥收縮、乾燥強度、燒結收縮、燒結性質、耐火度及燒後白度等有嚴格要求,而且涉及到化學特性,特別是鐵、鈦、銅、鉻、錳等致色元素的存在,使燒後白度降低,產生斑點。
對高嶺土的粒度要求一般是越細越好,使瓷泥具有良好的可塑性和乾燥強度,但對要求快速澆鑄、加快注漿速度和脫水速度的澆鑄工藝,需提高配料的粒度。
此外,高嶺土中高嶺石結晶程度的差異,也將明顯影響瓷坯的工藝性能,結晶程度好,則可塑性、結合能力就低,乾燥收縮小,燒結溫度高,其雜質含量也減少;反之,則其可塑性就高,乾燥收縮大,燒結溫度較低,相應雜質含量也偏高。
煅燒與水洗高嶺土的區別:
1.首先,煅燒高嶺土是經過煅燒的,晶型和原土已經發生了改變;而水洗高嶺土只是物理處理,不會改變原土性質。
2.其次,白度差別比較大,一般輕燒之後高嶺土白度會增加,而水洗不會顯著增加白度。
3.用途不同。根據不同的煅燒溫度,高嶺土可以作為造紙添加劑和耐火材料骨料。而水洗高嶺土一般是作為造紙填料的。
4.煅燒高嶺土目前主要是指硬質高嶺土(煤系高嶺土),原土沒有粘結性,不能直接作為造紙或耐火材料的原料,需煅燒以後應用;
水洗高嶺土的原土具有粘結性,可以直接做耐火材料粘結劑或造紙填料。近年來煅燒高嶺土在國內外市場很受歡迎,國內一般是煤系硬質高嶺岩(土)經深加工處理而得,硬質高嶺岩(土)由於是和煤共伴生。
其他產業用途:
用途一:精細高嶺土由於粒度細,水分低,PH和DPG吸著力穩定,沉降體積高於化工部規定的指標,故用該產品生產的各類橡膠製品的磨耗低,強度、曲擾性能好,成為生產各類橡膠製品的半強輔填充料。
用途二:高嶺土功能添加劑還大量地應用於電線電纜加工方面,尤其是用於EPDM電纜。普通電線和低壓電纜(1-2KV)護套材料多採用PVC和PE樹脂,除非為了阻燃的要求,一般不需要填充劑,有時也加入碳酸鈣以降低成本,改善介電性能。高壓電纜(15--33KV)護套主要採用EPDM和XLPE材料。 XLPE一般不需要填充劑。佔工業市場90%的EPDM電纜,對電纜的物理機械性能要求較高,需要高性能的填充劑,以達到使用要求。
用途三:煅燒高嶺土對7-25μm波長的紅外線具有阻隔作用,當加入改性煅燒高嶺土後,可使農膜內的夜間溫度提高2-3℃。減少了晝夜溫差,有利於農作物生長。同時,加入改性煅燒高嶺土的,可使農膜棚中的直射射線減少,而散射射線增加,農作物受光照均勻,有利於農作物的光合作用。我國農膜的溫室效應比較差,主要原因是對紅外線的阻隔率低,遮蔽作用小。由於高嶺土的阻隔能力接近雲母而價格適中,故在農用大棚膜中做保溫劑,既能提高棚膜的保溫性,又能降低薄膜的原材料成本,是非常有發展前途的。
用途四:煅燒高嶺土是經過特殊加工的矽酸鋁體質顏料和多功能添加劑,白度高,雜質含量低,化學惰性強,易於分散於水性和油性體系中,可應用於水性塗料,油漆,膩子及密封膠等方面。在建築塗料尤其是乳膠漆中, 我公司的煅燒型矽酸鋁產品作為功能型的添加劑,提供良好的遮蓋性能,部分取代鈦白,既可以降低塗料的成本,又能夠調節塗料的光澤,改善漆膜的力學性能。並能改善塗料體系貯存穩定性,改善塗料的塗刷性,改善塗層的抗吸潮性及抗衝擊等機械性能,改善顏料的抗浮色和發花性。
用途五:油墨行業專用高嶺土,以優質原料和先進工藝設備生產而得,產品純度高,物化性能穩定,既可替代一部分二氧化鈦,降低油墨生產成本,又可提高油墨遮蓋力、著色力,改善油墨的吸附性、流變性,比重輕,防沉澱,從而提高油墨的質量。
用途六:膠水行業用高嶺土,選用優質原料和先進工藝設備精製而成,產品物化性能穩定、粘度高、白度好,懸浮性和流動性極佳,不霉變,是理想的價廉的膠水填充料,國內廠家都紛紛用高嶺土粉替代了昂貴的易黴變的澱粉。
用途七:在石油加工中,高嶺土可作催化劑使用。
用途八:高嶺土在造紙工業中的應用也十分廣泛。
主要有兩個領域
一個是在造紙(或稱抄紙)過程中使用的填料。
另一個是在表面塗布過程中使用的顏料。
對於一般文化紙,填料量佔紙重量的10-20%。對於塗布紙和紙板(主要包括輕量塗布紙、銅版紙和塗布紙板),除了需要填料外,還需要顏料,填、顏料用的高嶺土所佔比重為紙重的20-35%。
高嶺土應用於造紙,能夠給予紙張良好的覆蓋性能和良好的塗佈光澤性能,還能增加紙張的白度、不透明度,光滑度及印刷適性,極大改善紙張的質量。
用途九:高嶺土具有白度和亮度高,質軟,強吸水性且易分解懸浮於水中,良好的可塑性和高的黏結性,優良的電絕緣性,良好的抗酸溶性,強的離子吸附性和離子交換性,以及良好的燒結性和較高的耐火度等性能。
如加入了氧化鋁的九五工業瓷,常用於原子反應堆、太空梭和宇宙飛船的耐高溫瓷器部件;加入氧化鋯生產出來的陶瓷製品硬如鋼片,象現在市場上常見的陶瓷刀等。特別是最近幾年,現代科學技術飛速發展,使得高嶺土的應用領域更加廣泛,一些高新技術領域開始大量運用高嶺土作為新材料,甚至,也用高嶺土製成。
高嶺土,學名:KAOLIN
英文同义词: Anhydrol;Argilla;Bilt-cote;Bilt-plates;Buca;Catalpo;Chinaclaypowder;Clays,
CAS号:1332-58-7
分子式:H2 Al2 O8 Si2 . H2 O
分子量:258.16
EINECS号:265-064-6
Mol文件:1332-58-7.mol
熔点: 1750 °C
密度 :2,6 g/cm3
折射率: 1.6200
颜色:75-96, Hunter Brightness
PH值:6-7 (50g/l, H2O, 20℃)(slurry)
高嶺土是一種重要的非金屬礦產,是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土岩,與雲母、石英、碳酸鈣並稱為四大非金屬礦。
因江西省景德鎮高嶺村而得名,因呈白色而又細膩,又稱白雲土、台灣稱白土質純的高嶺土呈潔白細膩、鬆軟土狀,具有良好可塑性和耐火性等理化性質。
其基本組成為高嶺石組和多水高嶺石組,主要由高嶺石、埃洛石組成,含量可達90%以上,其次還有水雲母,常混有黃鐵礦、褐鐵礦、銳鈦礦、石英、玉髓、明礬等,有時還有少量有機質。
通常呈微小片狀、管狀、迭片狀等形狀,由高嶺石族礦物(高嶺石、地開石、埃洛石等)組成,其主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石。
高嶺土用途非常廣泛,主要是由於它的可塑性、粘結性、一定的乾燥強度、燒結性及燒後白度等特殊性能,使其成為陶瓷生產的主要原料,通常所說的高白泥就是指高嶺土含量高的泥土,燒出來的瓷器比高嶺土含量低的要白很多,除此之外它還有不少其他的用途。
陶瓷產業用途:
白度通常作為評價高嶺土工藝性能的重要指標,分為自然白度與煅燒後白度兩類,高嶺土越純白度越高。白度的大小可通過白度計來測量,即用白度計對比待測樣與標樣的反射率,從而得到白度值(例如,白度值80表示待測樣的反射率為標樣的80%)。
亮度相當於4570A波長光照下的白度,是類似於白度的另一種工藝性能。高嶺土中金屬氧化物及有機物的含量是決定高嶺土顏色的主要因素,這些物質會使高嶺土的白度有所降低,而鐵、鈦等物質的存在還會使其煅燒後白度受到一定影響。
高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3,有利於莫來石的生成,提高其化學穩定性和燒結強度,在燒成中高嶺土分解生成莫來石,形成坯體強度的主要框架,可防止製品的變形,使燒成溫度變寬,還能使坯體具有一定的白度。
同時,高嶺土具有一定的可塑性、粘結性、懸浮性和結合能力,賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性,使陶瓷泥坯有利於車坯及注漿,便於成形。
如用在電線中,可以增加絕緣性,降低其介電損耗。陶瓷不僅對高嶺土的可塑性、結合性、乾燥收縮、乾燥強度、燒結收縮、燒結性質、耐火度及燒後白度等有嚴格要求,而且涉及到化學特性,特別是鐵、鈦、銅、鉻、錳等致色元素的存在,使燒後白度降低,產生斑點。
對高嶺土的粒度要求一般是越細越好,使瓷泥具有良好的可塑性和乾燥強度,但對要求快速澆鑄、加快注漿速度和脫水速度的澆鑄工藝,需提高配料的粒度。
此外,高嶺土中高嶺石結晶程度的差異,也將明顯影響瓷坯的工藝性能,結晶程度好,則可塑性、結合能力就低,乾燥收縮小,燒結溫度高,其雜質含量也減少;反之,則其可塑性就高,乾燥收縮大,燒結溫度較低,相應雜質含量也偏高。
煅燒與水洗高嶺土的區別:
1.首先,煅燒高嶺土是經過煅燒的,晶型和原土已經發生了改變;而水洗高嶺土只是物理處理,不會改變原土性質。
2.其次,白度差別比較大,一般輕燒之後高嶺土白度會增加,而水洗不會顯著增加白度。
3.用途不同。根據不同的煅燒溫度,高嶺土可以作為造紙添加劑和耐火材料骨料。而水洗高嶺土一般是作為造紙填料的。
4.煅燒高嶺土目前主要是指硬質高嶺土(煤系高嶺土),原土沒有粘結性,不能直接作為造紙或耐火材料的原料,需煅燒以後應用;
水洗高嶺土的原土具有粘結性,可以直接做耐火材料粘結劑或造紙填料。近年來煅燒高嶺土在國內外市場很受歡迎,國內一般是煤系硬質高嶺岩(土)經深加工處理而得,硬質高嶺岩(土)由於是和煤共伴生。
其他產業用途:
用途一:精細高嶺土由於粒度細,水分低,PH和DPG吸著力穩定,沉降體積高於化工部規定的指標,故用該產品生產的各類橡膠製品的磨耗低,強度、曲擾性能好,成為生產各類橡膠製品的半強輔填充料。
用途二:高嶺土功能添加劑還大量地應用於電線電纜加工方面,尤其是用於EPDM電纜。普通電線和低壓電纜(1-2KV)護套材料多採用PVC和PE樹脂,除非為了阻燃的要求,一般不需要填充劑,有時也加入碳酸鈣以降低成本,改善介電性能。高壓電纜(15--33KV)護套主要採用EPDM和XLPE材料。 XLPE一般不需要填充劑。佔工業市場90%的EPDM電纜,對電纜的物理機械性能要求較高,需要高性能的填充劑,以達到使用要求。
用途三:煅燒高嶺土對7-25μm波長的紅外線具有阻隔作用,當加入改性煅燒高嶺土後,可使農膜內的夜間溫度提高2-3℃。減少了晝夜溫差,有利於農作物生長。同時,加入改性煅燒高嶺土的,可使農膜棚中的直射射線減少,而散射射線增加,農作物受光照均勻,有利於農作物的光合作用。我國農膜的溫室效應比較差,主要原因是對紅外線的阻隔率低,遮蔽作用小。由於高嶺土的阻隔能力接近雲母而價格適中,故在農用大棚膜中做保溫劑,既能提高棚膜的保溫性,又能降低薄膜的原材料成本,是非常有發展前途的。
用途四:煅燒高嶺土是經過特殊加工的矽酸鋁體質顏料和多功能添加劑,白度高,雜質含量低,化學惰性強,易於分散於水性和油性體系中,可應用於水性塗料,油漆,膩子及密封膠等方面。在建築塗料尤其是乳膠漆中, 我公司的煅燒型矽酸鋁產品作為功能型的添加劑,提供良好的遮蓋性能,部分取代鈦白,既可以降低塗料的成本,又能夠調節塗料的光澤,改善漆膜的力學性能。並能改善塗料體系貯存穩定性,改善塗料的塗刷性,改善塗層的抗吸潮性及抗衝擊等機械性能,改善顏料的抗浮色和發花性。
用途五:油墨行業專用高嶺土,以優質原料和先進工藝設備生產而得,產品純度高,物化性能穩定,既可替代一部分二氧化鈦,降低油墨生產成本,又可提高油墨遮蓋力、著色力,改善油墨的吸附性、流變性,比重輕,防沉澱,從而提高油墨的質量。
用途六:膠水行業用高嶺土,選用優質原料和先進工藝設備精製而成,產品物化性能穩定、粘度高、白度好,懸浮性和流動性極佳,不霉變,是理想的價廉的膠水填充料,國內廠家都紛紛用高嶺土粉替代了昂貴的易黴變的澱粉。
用途七:在石油加工中,高嶺土可作催化劑使用。
用途八:高嶺土在造紙工業中的應用也十分廣泛。
主要有兩個領域
一個是在造紙(或稱抄紙)過程中使用的填料。
另一個是在表面塗布過程中使用的顏料。
對於一般文化紙,填料量佔紙重量的10-20%。對於塗布紙和紙板(主要包括輕量塗布紙、銅版紙和塗布紙板),除了需要填料外,還需要顏料,填、顏料用的高嶺土所佔比重為紙重的20-35%。
高嶺土應用於造紙,能夠給予紙張良好的覆蓋性能和良好的塗佈光澤性能,還能增加紙張的白度、不透明度,光滑度及印刷適性,極大改善紙張的質量。
用途九:高嶺土具有白度和亮度高,質軟,強吸水性且易分解懸浮於水中,良好的可塑性和高的黏結性,優良的電絕緣性,良好的抗酸溶性,強的離子吸附性和離子交換性,以及良好的燒結性和較高的耐火度等性能。
如加入了氧化鋁的九五工業瓷,常用於原子反應堆、太空梭和宇宙飛船的耐高溫瓷器部件;加入氧化鋯生產出來的陶瓷製品硬如鋼片,象現在市場上常見的陶瓷刀等。特別是最近幾年,現代科學技術飛速發展,使得高嶺土的應用領域更加廣泛,一些高新技術領域開始大量運用高嶺土作為新材料,甚至,也用高嶺土製成。
從實際高嶺土工業用量來看,高嶺土產品按照工業用途分為造紙工業用高嶺土、搪瓷工業用高嶺土、橡塑工業用高嶺土、陶瓷工業用高嶺土和塗料工業用高嶺土。
其中,高嶺土應用造紙和塗料行業,佔45%;陶瓷行業,佔31%,玻璃纖維用量6%;水泥粘合劑6%;橡膠和塑料填料5%;顏料3%;其他是4%。陶瓷工業是應用高嶺土最早、用量較大的行業。一般用量為配方的20%~30%。
全球主要國家高嶺土產量(單位:萬噸 )
全球主要高嶺土生產商:
Imerys 公司: 法國公司,1999 年初, Imerys 集團出價 7 . 56 億英鎊收購世界第一大高嶺土生產商ECC 公司, 成為世界高嶺土行業的巨頭。現在,其高嶺土的年產量已接近 700 萬 噸。
Engelhard 公司 : 美國公司,創建於 1902 年, 高嶺土年產量 200 萬 噸 。近幾年開發了煅燒高嶺土和高檔造紙用高嶺土 。提供的特種高嶺土主要用於塑料 、橡膠 、墨水 、化妝品、陶瓷、結合劑 、塗料及其他工業 。
Huber 公司 : 美國公司,始建於1883 年 , 主導產品之一的高嶺土一直被大量而廣泛地應用於世界造紙工業的塗布顏料中, 高嶺土年產量超過 200 萬噸。主要經營四種類型的產品 : 水合高嶺土 、煅燒高嶺土 、 超細高嶺土和化學改性高嶺土。
Thiele 公司 : 美國公司,年產量100 萬t ,計劃擴產到150萬 t ,在加工高嶺土顏料上處於領先地位 , 1/3 的產品銷往加拿大、歐洲和太平洋地區。主要產品有煅燒高嶺土、高嶺土塗料、高亮度高嶺土塗料 、標準亮度高嶺土塗料、高嶺土填料等等。
Cadam 公司 : 巴西最大的高嶺土生產商,巴西造紙塗料用高嶺土的主導企業。其高嶺土儲量超過25. 04 億噸, 質量優良, 天然白度 86.3%~89. 3 %。按目前高嶺土的生產量計算, Cadam 可提供世界 350年的高嶺土需求量, 其 90%的產品出口, 主要銷往歐洲 、亞洲和南美洲。
RCC 公司 : 巴西第二大高嶺土公司 , 是巴西生產造紙塗料用高嶺土的主導企業 。原由美國的DBK( 乾燥公司) 控股,現由法國的 Imerys 公司控股( 99 % 股權) 。加工工藝包括旋流器分級 、 磁選和漂白。
PPSA 公司: 巴西第三大高嶺土公司 ,是一家合資企業, 36%股份為 Cadam 擁有 , 日本三菱公司擁有 18%股份。 PPSA 的礦山位於帕拉州的Ipixuna 附近的卡品河上, 1996 年開始高嶺土生產,2004 年銷售量超過 51萬噸。