組成成分

高嶺土類礦物是一種非金屬礦產(chǎn)，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖。因呈白色而又細(xì)膩，又稱白云土。 因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。 

物化性質(zhì)

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)。其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(zhǎng)石等礦物組成。

應(yīng)用范圍

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、醫(yī)藥、紡織、石油、化工、建材、國(guó)防等工業(yè)部門。 

土質(zhì)分類

自然界中高嶺土所包含的礦物主要分為粘土礦物和非粘土礦物。其中粘土礦物主要包含高嶺石族礦物和少量的蒙脫石、云母和綠泥石；非粘土礦物主要包含長(zhǎng)石、石英和招的水化物，還有一些鐵礦物如赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等、鈦礦物如金紅石等和有機(jī)質(zhì)如植物纖維等。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物。

1.高嶺土的主要用途

1.陶瓷工業(yè)

陶瓷工業(yè)的主要原料，用于制作日用陶瓷、建筑及衛(wèi)生陶瓷、電瓷、化工耐腐蝕陶瓷、工藝美術(shù)陶瓷及特種陶瓷等。

2.造紙工業(yè)

用于紙張的填料和涂料，提高紙張的密度、白度和平滑度，改善印刷性能，降低造紙成本。

3.耐火材料及水泥工業(yè)

耐火度高于或等于1770℃的純凈土可制熔練光學(xué)玻璃和玻璃纖維用的坩堝及實(shí)驗(yàn)室用坩堝，低品位高嶺土可制耐火磚、匣缽、耐火泥及燒制白水泥等。

4.橡膠工業(yè)

制作被強(qiáng)和填充劑，代替人工合成化工用分子篩，用作石油裂解催化劑。

5.醫(yī)藥、輕紡工業(yè)

作為醫(yī)藥的涂層、吸附劑，添加劑、漂白劑、制作去垢劑、化妝品、鉛筆、顏料、油漆的填料。

6.農(nóng)業(yè)

用作化肥、農(nóng)藥、殺蟲劑的載體。

7.國(guó)防技術(shù)

原子反應(yīng)堆、噴氣式飛機(jī)、火箭燃料室及噴嘴等都需要優(yōu)質(zhì)高嶺土。

2不同材料對(duì)高嶺土成份需求

在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)高嶺土的質(zhì)量要求也不相同。

在化學(xué)成分方面

造紙涂料、無(wú)線電瓷、耐火坩堝等應(yīng)用領(lǐng)域要求高嶺土三氧化二鋁和二氧化硅的含量接近高嶺土的理論值。

日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、白水泥原料、橡膠和塑料的填充劑對(duì)高嶺土的三氧化二鋁含量要求可適當(dāng)放低些，二氧化硅的含量可酌情高些。

對(duì)三氧化二鐵、二氧化鈦、二氧化硫等有害成分，亦有不同的充許值，不同的用途也不盡相同。

高嶺土的染色雜質(zhì)是一些含鐵、鈦的礦物如銳鈦砂、金紅石、赤鐵礦、云母和黃鐵礦等，這些礦物具有弱磁性，可采用高梯度磁選機(jī)或化學(xué)漂白的方法除去，以提高高嶺土的白度。

3高嶺土的漂白方法

高嶺土的漂白方法有如下幾種：

一、化學(xué)除鐵增白法

所謂化學(xué)除鐵就是用化學(xué)藥劑選擇性溶解物料中含鐵礦物，然后去除的方法圈。

二、還原法

1、保險(xiǎn)粉還原法

此方法有缺限，漂白效果不好的原因之一是保險(xiǎn)粉極易分解而使其還原能力降低。

保險(xiǎn)粉還原法對(duì)條件要求非常苛刻，要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)必須解決兩個(gè)難題:

    1嚴(yán)格控制酸度、溫度等;

    2如何使產(chǎn)品盡快、充分地得到洗滌。

2、酸溶氫氣還原法

為了使高嶺土中的雜質(zhì)Fe更易轉(zhuǎn)化為無(wú)色易溶狀態(tài)，酸溶時(shí)加入還原劑是必要的。

三、氧化法  

高嶺土中含有黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)時(shí)，常使礦物呈灰色。這些物質(zhì)采用酸洗和還原漂白均難以除去。這就需要采用氧化法進(jìn)行漂白。

氧化漂白法是用強(qiáng)氧化劑，在水介質(zhì)中將處于還原狀態(tài)的黃鐵礦等，氧化成可溶干水的亞鐵離子;同時(shí)，將深色有機(jī)質(zhì)氧化，使其成為能被水洗去的無(wú)色氧化物氧化漂白中所用的氧化劑有次氯酸鈉、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、氯氣、臭氧等。以次氯酸鈉為例，黃鐵礦被氧化。

四、微生物(T.f菌)氧化增白法

許多非金屬礦一石中均含有有害雜質(zhì)黃鐵礦目前采礦現(xiàn)場(chǎng)采用的是化學(xué)增白法，但成本較高。

五、有機(jī)酸除鐵增白法  

 可分為原位生物漂白法和二階段生物漂白法:

 (1)原位生物漂白法是指在發(fā)酵的初期加入高嶺土。

 (2)二階段生物漂白法是指首先將黑曲霉放在振蕩燒瓶培植發(fā)酵。

微生物法提純高嶺土，投資少、成本低、能耗小、環(huán)境污染程度輕微。隨著技術(shù)的發(fā)展，微生物除鐵增白法會(huì)變得更可行、經(jīng)濟(jì)上更合理。

4高嶺土的工藝特性

高嶺土廠泛地應(yīng)用于陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)，橡塑料工業(yè)、建材工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、油漆工業(yè)等許多門。 其工藝特性如下：

一、 白度和亮度

白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一。高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。純度高的高嶺土為白色。對(duì)陶瓷原料來(lái)說(shuō)，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質(zhì)量越好。

 二、粒度分布

粒度分布是指天然高嶺土中的顆粒，在給定的連續(xù)的不同粒級(jí)(以毫米或微米篩孔的網(wǎng)目表示)范圍內(nèi)所占的比例(以百分含量表示)。高嶺土的粒度分布特征對(duì)礦石的可選性及工藝應(yīng)用具有重要意義，其顆粒大小，對(duì)其可塑性、泥漿粘度、離子交換量、成型性能、干燥性能、燒成性能均有很大影響。

三、可塑性

高嶺土與水結(jié)合形成的泥料，在外力作用下能夠變形，外力除去后，仍能保持這種形變的性質(zhì)即為可塑性?？伤苄允歉邘X土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎(chǔ)，也是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。通常用可塑性指數(shù)和可塑性指標(biāo)來(lái)表示可塑性的大小。

四、結(jié)合性

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。

 五、粘性

粘性是指流體內(nèi)部由于內(nèi)摩擦作用而阻礙其相對(duì)流動(dòng)的一種特征，在生產(chǎn)工藝中，粘度具有重要意義，它不僅是陶瓷工業(yè)的重要參數(shù)，對(duì)造紙工業(yè)影響也很大。

六、觸變性

觸變性指已經(jīng)稠化成凝膠狀不再流動(dòng)的泥漿受力后變?yōu)榱黧w，靜止后又逐漸稠化成原狀的特性。以厚化系數(shù)表示其大小，采用流出粘度計(jì)和毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定。

七、干燥性能

干燥性能指高嶺土泥料在干燥過(guò)程中的性能。包括干燥收縮、干燥強(qiáng)度和干燥靈敏度等。在陶瓷工藝中，干燥收縮過(guò)大，坯體容易發(fā)生變形或開裂。干燥強(qiáng)度指泥為干燥至恒重后的抗折強(qiáng)度。

在陶瓷工藝中，干燥收縮過(guò)大，坯體容易發(fā)生變形或開裂。干燥強(qiáng)度指泥為干燥至恒重后的抗折強(qiáng)度。

 八、燒結(jié)性

燒結(jié)性是指將成型的固體粉狀高嶺土坯體加熱至接近其熔點(diǎn)(一般超過(guò)1000℃)時(shí)，物質(zhì)自發(fā)地充填粒間隙而致密化的性能。

九、燒成收縮

燒成收縮性是指已干燥的高嶺土坯料在燒成過(guò)程中，發(fā)生一系列物理化學(xué)變化(脫水作用、分解作用、生成莫來(lái)石，易熔雜質(zhì)熔化生成玻璃相充填于質(zhì)點(diǎn)間的空隙等)，而導(dǎo)致制品收縮的性能，也分為線收縮和體收縮兩種。

十 、耐火性

耐火性是指高嶺土抵抗高溫不致熔化的能力。在高溫作業(yè)下發(fā)生軟化并開始熔融時(shí)溫度稱耐火度。

十一、 離子吸附性及交換性

高嶺土具有從周圍介質(zhì)中吸附各種離子及雜質(zhì)的性能，并且在溶液中具較弱的離子交換性質(zhì)。

十二、懸浮性和分散性

懸浮性和分散性指高嶺土分散于水中難于沉淀的性能。又稱反絮凝性。一般粒度越細(xì)小，懸浮性就越好。用于搪瓷工業(yè)的高嶺土要求有良好的懸浮性。一般據(jù)分散于水中的樣品經(jīng)一定時(shí)間的沉降速度來(lái)確定其懸浮性能的好壞。

十三、可選性

可選性是指高嶺土礦石經(jīng)手工挑選，機(jī)械加工和化學(xué)處理，以除去有害雜質(zhì)，使質(zhì)量達(dá)到工業(yè)要求的性能。高嶺土的可選性取決于有害雜質(zhì)的礦物成分、賦存狀態(tài)、顆粒大小等。石英、長(zhǎng)石、云母、鐵、鈦礦物等均屬有害雜質(zhì)。高嶺土選礦主要包括除砂、除鐵、除硫等項(xiàng)目。 十四、 化學(xué)穩(wěn)定性

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。

十五、 電絕緣性

優(yōu)質(zhì)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(wú)線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來(lái)衡量。

5高嶺土綜合利用研究進(jìn)展

高嶺土礦石中含有豐富的鋁類和硅類化學(xué)合物，對(duì)高嶺土進(jìn)行綜合利用是催化劑生產(chǎn)企業(yè)降低成本切實(shí)有效的措施。

高嶺土屬三斜晶系，其結(jié)構(gòu)由ALO₆八面體和SIO₄四面休交錯(cuò)的層間構(gòu)成。由于高嶺土礦物中AL₂O₃和SiO₂的含量較高，因此可以用來(lái)提取硅類和鋁類化合物。

硫酸鋁和水玻璃是煉油催化劑的兩種重要的原材料。工業(yè)上，一般采用先將高嶺土用硫酸酸化制備硫酸鋁，再將制備硫酸鋁過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣和氫氧化鈉反應(yīng)制備水玻璃的生產(chǎn)工藝，對(duì)高嶺土進(jìn)行綜合利用，以降低煉油催化劑的生產(chǎn)成本。

這里所說(shuō)的高嶺土，不僅指目前用作PCC催化劑載體的優(yōu)質(zhì)高嶺土，還包括含有高嶺石的煤系高嶺土等劣質(zhì)高嶺土。

目前我國(guó)國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源分布相關(guān)廣泛，高嶺土具有良好的應(yīng)用前景。

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