|
| |
水洗高岭土是国内运用于造纸涂布上比较理想的原材料，其本身具有遮盖力强、白度高、粒径分布均匀的特点。在造纸涂布过程中更容易提高纸的印刷适性、吸墨性和光洁度。
在造纸的时候，根据自己实际情况先将高岭土进行预分散，或者根其它辅料一起放到搅拌池进行分散。一般在预分散过程中的时候只要添加一小点分散剂（聚丙烯酸钠或者其它有机分散剂）就可以达到预期的效果。
高岭土矿物简介：
1、矿物简介
高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土或粘土岩。高岭石因首先发现于中国江西景德镇的高岭山而得名。高岭石族粘土矿物包括高岭石、埃洛石、地开石、珍珠陶土等。
中国高岭土资源丰富，矿床分布广泛，全国有16个省都有产出，但主要分布在东南沿海一带。华东、中南地区探明储量为全国总储量的80%，其中以江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东等省为主，在四川、贵州、云南、河北及辽宁等省也有分布。全国包括陶瓷粘土在内高岭土矿床共有200多处；但大型矿床较少，多为中小型。主要矿床有：江苏苏州、四川叙永、辽宁丹东、浙江温州、广东潮安、茂名、湛江、福建永春、闽清、同安、湖南醴陵、衡阳、衡山、山西大同、内蒙、江西景德镇、陕西洛南，山东淄博以及西藏羊八井等矿床。
中国高岭土矿床成因类型较多，其中风化型矿床主要分布在广东，四川等地，沉积型高岭土矿床主要分布在山西、内蒙、河北、福建、广西、广东等地，热液蚀变型矿床主要分布在江西等地。中国北方所产高岭土多属沉积型矿床，南方所产高岭土多属风化残积型及热液蚀变型。此外在北方、南方都有风化淋滤型及第四纪沉积型高岭土矿床的分布。高岭土矿成矿时代多为中、新生代，矿石类型主要为埃洛石型。今后，高岭土的地质工作，应加强对优质资源的探查。
煤系高岭土是近十几年来新发现的一种与煤共生的矿床，实际上是一种单矿物的硬质岩石，高岭石含量可达95％以上，通常称为煤系高岭岩，一般赋存于煤层的夹矸或顶底板，或呈独立的矿床存在。煤系高岭岩由于含有大量的有机质，通常呈现黑色、灰黑色或灰色，经过粉碎、超细粉碎、剥片、煅烧等加工工艺，可生产出白度高达90～95％的不同粒度的煅烧高岭土，可用于造纸、涂料、油墨、绝缘电缆橡胶或塑料，也可作为生产分子筛和聚合氯化铝或硫酸铝的原料。
我国煤系高岭岩主要分布在煤炭资源丰富的华北地区，特别是在山西省和内蒙自治区，以及河南、河北、陕西、宁夏等地。探明储量16多亿吨，总资源量估计有几百亿吨。
2、性质结构
高岭石的化学式为Al4〔Si4O10〕(OH)8，其理论化学成分为：Al2O3 39.5%、SiO2 46.54%、H2O 13.96%。高岭石属1：1层型的二八面体层状铝硅酸盐矿物，其结构单元层由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成（见图1），结构单元层厚度d(001)=0.715nm,单斜或三斜晶系。由于堆叠中结构单元层间的位移，便构成了不同的多型。高岭石是一层重复的多型，两层重复和六层重复的多型分别称为地开石和珍珠石。结晶良好的高岭石为有序结构，一般呈假六方片状晶体。结晶度差的多为b轴无序的高岭石，一般呈不规则片状。
高岭土粒度细小，粒径一般在0.5～5µm。常呈隐晶质致密块状、土状集合体产出。晶体常呈假六方片状、不规则片状晶形，埃洛石呈管状。高岭石集合体成蠕虫状和书本状形态。纯净者白色，白度可达90％以上；含铁、钛杂质高者可呈黄色、褐色、浅红色等，含有机质多者则成灰色、灰黑色或黑色。光泽暗淡，土状光泽或无光泽，硬度2～2.5。软质高岭土易成粉末，具可塑性，易分散、悬浮；硬质高岭岩呈块状、不具可塑性。密度2.60～2.63g/cm3。
 图1 高岭石晶体结构
高岭土化学性能稳定，抗酸溶性良好，阳离子交换容量很低，耐火度、电阻、击穿电压较高，成型、干燥、烧结性能及烧成白度良好。高岭石族矿物的典型性质可见表1
表1 高岭石族矿物的典型性质
| 矿物名称 |
化学式 |
化学组成，% |
莫氏 硬度 |
密度 g/cm3 |
颜色 |
| Al2O3 |
SiO2 |
H2O |
| 高岭石 |
Al4(Si4O10)(OH)8 |
39.50 |
46.54 |
13.96 |
2～2.5 |
2.609 |
白、灰白、带黄、带红 |
| 珍珠石 |
Al4(Si4O10)(OH)8 |
39.50 |
46.54 |
13.96 |
2.5～3 |
2.581 |
蓝白、黄白 |
| 地开石 |
Al4(Si4O10)(OH)8 |
39.50 |
46.54 |
13.80 |
2.5～3 |
2.589 |
白 |
| 7Å埃洛石 |
Al4(Si4O10)(OH)84H2O |
34.66 |
40.9 |
24.44 |
1～2 |
2.0 |
白、灰绿、黄、蓝、红 |
组成高岭土的矿物有粘土矿物和非粘土矿物二类。粘土矿物主要是高岭石族矿物，其次是水云母、蒙脱石和绿泥石。非粘土矿物主要为石英、长石和云母以及铝的氧化物和氢氧化物、铁矿物（褐铁矿、白铁矿、磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿）、铁的氧化物（钛铁矿、金红石等）、有机物（植物纤维、有机泥炭及煤）等。决定高岭土性能的主要是粘土矿物。
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、优良的电绝缘性能以及良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换容量、较高的耐火度等理化性能（见表2）。
自然产出的高岭土矿石，根据其成因、质量、可塑性和砂质（石英、长石、云母等矿物粒径>50mm）的含量，可划分为硬质高岭岩（土）、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型。它们的特征列于表3。硬质高岭岩（土）包括大量的以煤层的顶板、底板、夹矸形式产出或赋存于距煤层较近的所谓煤系高岭岩（土）。这种高岭岩（土）由于含有有机质及杂质而呈黑灰、褐、淡绿、灰绿等色，致密块状或砂状，瓷状断口或似贝壳状断口，无光泽至腊状光泽，条痕灰色—白色，硬度3左右。
表2 高岭土的理化性能
| 项 目 |
指 标 |
| 物理性能 |
颜色 |
白色或近于白色,最高白度>95% |
| 硬度 |
1～2,有时达3～4 |
| 可塑性 |
良好的成型、干燥和烧结性能 |
| 分散性 |
易分散、悬浮 |
| 电绝缘性 |
200°C时电阻率>1010W.cm，频率50Hz时击穿电压>25kV/mm |
| 化学性能 |
化学稳定性 |
抗酸溶性好 |
| 阳离子交换量 |
一般3～5mg/100g |
| 耐火度 |
1770～1790°C |
表3 高岭土矿石类型及特征
| 类 型 |
矿 石 特 征 |
| 硬质高岭土（高岭石岩） |
质硬（莫氏硬度3～4）无可塑性，粉碎细磨后才有可塑性 |
| 软质高岭土（土状高岭土） |
质软，可塑性一般较强，砂质含量<50% |
| 砂质高岭土 |
质松软，可塑性一般较弱，除砂后较强，砂质含量³50% |
3、用途作用
高岭土的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料；片状粒形洁白、柔软、高度分散性、吸附性和化学稳定性等优良工艺性能，使其在造纸工业上得到广泛的应用。此外，煅烧高岭土在橡胶、塑料、涂料、化工、石油精炼、耐火材料、农药、航空航天等领域也有广泛应用。表4为高岭土的主要用途。
表4 高岭土的主要用途
| 应用领域 |
主要用途 |
| 陶瓷工业 |
日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、电瓷、化工耐腐蚀陶瓷、工艺美术陶瓷、特种陶瓷等 |
| 造纸工业 |
纸张的填料，铜板纸、涂布白纸板、涂布纸等的涂料或颜料 |
| 涂料工业 |
涂料的填料和颜料 |
| 耐火材料及水泥 |
光学玻璃和玻璃纤维用坩锅、耐火砖、匣钵、耐火泥、白水泥等 |
| 塑料、橡胶、电缆 |
橡胶、塑料的填料，电缆的绝缘填料 |
| 石油化工 |
石油裂解催化剂、分子筛、吸附剂等 |
| 医药、轻工 |
吸附剂、医药涂层、添加剂、漂白剂、化妆品、铅笔、颜料等 |
| 农业 |
化肥、农药、杀虫剂等载体 |
高岭土的应用领域不同，对其质量要求也不同。在化学成分方面，造纸涂料、无线电瓷、耐火坩锅、石化载体等要求高岭土Al2O3和SiO2的含量接近高岭石的理论值；日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥橡塑填料等对高岭土的Al2O3含量的要求可适当放低，SiO2的含量可酌情高些。电缆填料不仅要求高岭土的纯度要高，而且对其体积电阻率有较高要求。对Fe2O3、TiO2、SO3等有害成分,也有不同的许含量要求, CaO、MgO、K2O、Na2O的含量允许值，不同用途也不尽相同。在物理性能方面，各应用领域要求的侧重点更为明显。造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度；陶瓷工业要求良好的可塑性、成型性能和烧成白度；耐火材料要求较高的耐火度，搪瓷工业要求良好的悬浮性等。
|
| |
|
|
|
|
|
