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煅烧高岭土发布日期:2016-04-22
 
高岭土是一种无机非金属的混合物,煅烧高岭土就是将高岭土在煅烧炉中烧结到一定的温度和时间,使其的物理化学性能产生一定的变化,以满足一定的要求。
       煅烧高岭土与未煅烧高岭土相比,低温煅烧高岭土的结合水含量减少,二氧化硅和三氧化铝含量均增大,活性点增加,结构发生变化,粒径较小且均匀,与未煅烧高岭土填充NR胶料相比,低温煅烧高岭土填充NR胶料的硫化特性曲线基本一致,绍尔A型硬度不变,拉伸强度提高,两者的物理性能均达到运动鞋非透明鞋底行业标准的要求。
       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。煤田地质系统备单位,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,橡胶中怍填料。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。
       但是在高岭土的所有应用都必须的经过加工成为细粉,才能加入到其他材料中,完全融合

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:Al2O39.5%、SiO46.54%、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
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。
 
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