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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,因江西省景德鎮高嶺村而得名。
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,質純的高嶺土呈潔白細膩、松軟土狀,具有良好的可塑性和耐火性等理化性質。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、農藥、紡織、石油、化工、建材等工業部門。
高嶺石的晶體化學式為2SiO2·Al2O3·2H2O,其理論化學組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。高嶺土類礦物屬于1:1型層狀硅酸鹽,晶體主要由硅氧四面體和紹氫氧八面體組成,其中硅氧四面體以共用頂角的方式沿著二維方向連結形成六方排列的網格層,各個硅氧四面體未公用的尖頂氧均朝向一邊;由硅氧四面體層和招氧八面體層公用硅氧四面體層的尖頂氧組成了1:1型的單位層。
根據其質地、可塑性和砂質的質量分數分為三種類型:
1、硬質高嶺土:質硬,無可塑性,粉碎細磨后具可塑性。
2、軟質高嶺土:質軟,可塑性較強,砂質質量分數<50%。
3、砂質高嶺土:質松軟,可塑性較弱,砂質質量分數>50%。
亮度是與白度類似的工藝性質,相當于4570Å;(埃)波長光照射下的白度。
高嶺土的顏色主要與其所含的金屬氧化物或有機質有關。一般含Fe2O3呈玫瑰紅、褐黃色;含Fe2+呈淡藍、淡綠色;含MnO2呈淡褐色;含有機質則呈淡黃、灰、青、黑等色。這些雜質存在,降低了高嶺土的自然白度,其中鐵、鈦礦物還會影響煅燒白度,使瓷器出現色斑或熔疤。
就高嶺土當前加工方式而言,有機械粉碎和氣流粉碎兩種方式。而機械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工為機械方式,因此粉碎細粉里有鐵含量增加與其他雜質,對應用純度要求較高行業而言,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的應用效率,同時氣流粉碎機的粉碎細度可達5000目(細度范圍可調1000目-5000目)。
陶瓷不僅對高嶺土的可塑性、結合性、干燥收縮、干燥強度、燒結收縮、燒結性質、耐火度及燒后白度等有嚴格要求,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,使燒后白度降低,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干燥強度,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,干燥收縮小,燒結溫度高,其雜質含量也減少;反之,則其可塑性就高,干燥收縮大,燒結溫度較低,相應雜質含量也偏高。
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