高嶺土(kaolin)是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖,屬種非金屬礦產(chǎn),因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。
高嶺土礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成,質(zhì)純的高嶺土呈潔白細(xì)膩、松軟土狀,具有良好的可塑性和耐火性等理化性質(zhì)。高嶺土用途十分廣泛,主要用于造紙、陶瓷和耐火材料,其次用于涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料,少量用于塑料、油漆、顏料、砂輪、鉛筆、日用化妝品、肥皂、農(nóng)藥、紡織、石油、化工、建材等工業(yè)部門。
根據(jù)其質(zhì)地、可塑性和砂質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為三種類型:
1、硬質(zhì)高嶺土:質(zhì)硬,無可塑性,粉碎細(xì)磨后具可塑性。
2、軟質(zhì)高嶺土:質(zhì)軟,可塑性較強(qiáng),砂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<50%。
3、砂質(zhì)高嶺土:質(zhì)松軟,可塑性較弱,砂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)>50%。
高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。對陶瓷原料來說,煅燒后的白度更為重要,煅燒白度越高則質(zhì)量越好。陶瓷工藝規(guī)定烘干105℃為自然白度的分級標(biāo)準(zhǔn),煅燒1300℃為煅燒白度的分級標(biāo)準(zhǔn)。白度可用白度計測定。白度計是測量對3800—7000?(即埃,1埃=0.1納米)波長光的反射率的裝置。在白度計中,將待測樣與標(biāo)準(zhǔn)樣(如BaSO4、MgO等)的反射率進(jìn)行對比,即白度值(如白度90即表示相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)樣反射率的90%)。
結(jié)合性指高嶺土與非塑性原料相結(jié)合形成可塑性泥團(tuán)并具有一定干燥強(qiáng)度的性能。結(jié)合能力的測定,是在高嶺土中加入標(biāo)準(zhǔn)石英砂(其質(zhì)量組成0.25—0.15粒級占70%,0.15—0.09mm粒級占30%)。以其仍能保持可塑泥團(tuán)時的高含砂量及干燥后的抗折強(qiáng)度來判斷其高低,摻入的砂越多,則說明這種高嶺土結(jié)合能力就越強(qiáng)。通常凡可塑性強(qiáng)的高嶺土結(jié)合能力也強(qiáng)。
化學(xué)穩(wěn)定
高嶺土具有強(qiáng)的耐酸性能,但其耐堿性能差。利用這一性質(zhì)可用它合成分子篩。
電絕緣性
高嶺土具有良好的電絕緣性,利用這一性質(zhì)可用之制作高頻瓷、無線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來衡量。
就高嶺土當(dāng)前加工方式而言,有機(jī)械粉碎和氣流粉碎兩種方式。而機(jī)械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工為機(jī)械方式,因此粉碎細(xì)粉里有鐵含量增加與其他雜質(zhì),對應(yīng)用純度要求較高行業(yè)而言,有缺陷;氣流粉碎由于采取物料與物料之間相互碰撞與剪切,沒有粉碎介質(zhì)參與,因而有效保障了物料的純度,從而滿足純度要求較高行業(yè)的應(yīng)用效率,同時氣流粉碎機(jī)的粉碎細(xì)度可達(dá)5000目(細(xì)度范圍可調(diào)1000目-5000目)。
陶瓷工業(yè)是應(yīng)用高嶺土早、用量較大的行業(yè)。一般用量為配方的20%~30%。高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3,有利于莫來石的生成,提高其化學(xué)穩(wěn)定性和燒結(jié)強(qiáng)度,在燒成中高嶺土分解生成莫來石,形成坯體強(qiáng)度的主要框架,可防止制品的變形,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(jié)性、懸浮性和結(jié)合能力,賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性,使陶瓷泥坯有利于車坯及注漿,便于成形。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(jié)合性、干燥收縮、干燥強(qiáng)度、燒結(jié)收縮、燒結(jié)性質(zhì)、耐火度及燒后白度等有嚴(yán)格要求,而且涉及到化學(xué)特性,特別是鐵、鈦、銅、鉻、錳等致色元素的存在,使燒后白度降低,產(chǎn)生斑點(diǎn)。
對高嶺土的粒度要求一般是越細(xì)越好,使瓷泥具有良好的可塑性和干燥強(qiáng)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(jié)晶程度的差異,也將明顯影響瓷坯的工藝性能,結(jié)晶程度好,則可塑性、結(jié)合能力就低,干燥收縮小,燒結(jié)溫度高,其雜質(zhì)含量也減少;反之,則其可塑性就高,干燥收縮大,燒結(jié)溫度較低,相應(yīng)雜質(zhì)含量也偏高。
高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、等行業(yè)的礦物原料。高嶺土具有一定的可塑性、粘結(jié)性、懸浮性和粘結(jié)性,賦予陶瓷泥和釉料良好的成型性,使陶瓷泥體有利于車身和灌漿,且易于成型。
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