粘土成分是什么？ 高岭土是什么成分

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一、粘土成分是什么？

二、　高岭土（Kaolinite）

一、粘土成分是什么？

粘土是一种含有少量沙粒的粘性土壤。水不易透过，因此具有良好的可塑性。一般来说，粘土是由地球表面的硅酸盐矿物风化形成的。一般情况下，它是就地风化的。颗粒较大，成分接近原石。它被称为原生粘土或原生粘土。

这种粘土主要由二氧化硅和氧化铝组成。它的颜色为白色且耐火。是制备瓷土的主要原料。

二、高岭土（Kaolinite）

一、概述

高岭土是一种质地纯净、主要由高岭石类粘土矿物组成的细粒粘土或粘土岩。高岭石因最早发现于我国江西景德镇的高岭土中而得名。高岭石粘土矿物包括高岭石、埃洛石、地开石、珍珠粘土等。组成高岭土的其他粘土矿物和非粘土矿物主要有：粘土矿物——水云母、蒙脱石和绿泥石；非粘土矿物—— 石英、长石和云母。此外，还含有少量氧化铝和氢氧化物、铁矿物（褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿）、钛氧化物、有机质等。

高岭石的理论化学成分为：Al2O3为39.5%，SiO2为46.54%，H2O为13.96%。高岭石一般为无色白色微小鳞片。单晶呈伪六方板状或册状。粒径多为0.52m，单个蠕虫状晶体可达数毫米。纯高岭土可以达到高岭石矿物的理论成分。一般为白色或浅灰色。当含有杂质时，呈黄色、玫瑰色、灰色、黑色等。原矿呈致密块状或松散土状，质软、油腻、珠光或无光泽，半透明至不透明，硬度12.5 ，比指甲还小，相对密度为2.22.6。

纯高岭土白度高，质地柔软，在水中易分散和悬浮，可塑性好，附着力高，电绝缘性能优良。具有酸溶性好、阳离子交换量低、耐火度高等理化性能。见表3-27-1。

表3-27-1 高岭土理化性质

二、 矿石种类及行业要求

1、矿石类型

天然产出的高岭土矿石根据其品质、可塑性和含砂量（石英、长石、云母等矿物粒度>50m）可分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型，其特性见下图：表3-27-2。

2 矿床类型

表3-27-2 高岭土矿石类型

我国高岭土矿床成因类型较多，主要有风化型、热液蚀变型和沉积型。其中风化矿床主要分布在广东、四川等地，沉积高岭土矿床主要分布在山西、河北、河南、山东、福建等地，热液蚀变矿床主要分布在江西等地。我国北方出产的高岭土大部分属于沉积矿床，而南方出产的高岭土大部分属于风化残积型和热液蚀变型。此外，还有风化淋滤型和第四纪沉积型高岭土矿床分布于南北。高岭土矿床的成矿时代多为中生代和新生代。河南省高岭土矿床类型主要为石炭系-二叠系煤系沉积硬高岭土。

3、一般工业要求

不同的工业部门对高岭土矿石的质量要求不同。陶瓷工业通常要求高岭土熟料白度高，着色及Fe、Mn、Ti等导电元素含量低，使产品在焙烧过程中易熔、起泡。杂质及其他机械污染物少，耐火度高，烧成后不变形；造纸工业要求矿石原料白度高、制浆性能好、颗粒细小均匀，如用于刮刀涂布原料的矿石原料。高岭土应由80%以上的鳞片状高岭石组成，粒径小于2m；橡胶工业还要求粒径小，以产生高度的分散和吸附作用，并且很少含有Cu、Mn等，可能导致橡胶过早硬化的杂质Fe和SO3的含量也必须很低，但对白度没有具体要求；耐火材料行业的基本要求是耐火度>1580；白水泥工业需要矿石中的Fe2O3

河南省高岭土资源十分丰富。近期工作证明，储量位居全国前列。但由于历史原因，勘探开发利用程度很低。主要原因是，一是我省分布广泛的煤系高岭土认识较晚，过去多作为耐火粘土矿床进行勘探、评价、开发利用；第二个原因是我国高岭土的开发主要集中在东南沿海地区，并形成了较为成熟的开发加工技术流程，该地区主要矿床类型为风化型和淋积型。而北方煤系岩系硬质高岭土的开发加工技术则是近几年才取得突破和应用。

我省高岭土矿床成因类型以含煤构造沉积型为主，其次为热液蚀变型和风化淋滤型。主要矿藏有蔚县神河、巩县钟灵、博爱九妇坟、益阳李沟、临如风雪寺、蔚县三峰山、蔚县竹屯、鲁山梁洼、佳县东皇岛、济源柯井、济源君源、卢氏八宝山、西川太子庙等。累计探明储量（高岭土、陶土）约1000万吨（1998年底），年产量约6万吨（ 1998）。

含煤构造沉积高岭土主要赋存于石炭系-二叠系沉积岩系中。含矿层位包括：石炭系本溪组、太原组、二叠系下石盒子组。本溪组硬质高岭土矿物层厚度变化较大，一般厚1m至nm，常与铁矿石、铝土矿、耐火粘土矿物共生。主要特征：含铁量高，有机质丰富，呈灰白色至灰黑色。过去，该层多被评价为耐火粘土沉积物。根据最近的研究，它可以分层使用。一部分可用作耐火粘土，另一部分优质矿石可用作陶瓷或造纸用高岭土。该矿床自然白度较低，经煅烧后可达90%以上，高岭石含量一般达到90%以上。黄河以北地区总体质量较好，如博爱九富芬陶瓷粘土矿。矿层位于本溪组地层中，厚度0.45~2.78m，一般为0.75~1.65m。主要矿物成分为高岭石，主要化学成分：Al2O3 35.63%38.65%、SiO2 44.05%45.79%、Fe2O3 0.19%0.72%、TiO2 0.40%1.8%，烧失量为7.94%8.76%，塑性指数8.4311.81。济源井本溪组高岭石高岭石含量为93%99%，济源邵源芬沟本溪组高岭石高岭石含量在95%以上。 Al2O3为38.94%，SiO2为45.14%，Fe2O3为0.25%，TiO2为0.38%，矿石质量接近高岭石的理论化学成分。

二叠系下石盒子组硬质高岭土矿床主要分布在黄河以南地区。矿层厚度一般较大，从数米到十几米不等，位于下石盒子组下部。主要特点：有机质含量低，自然白度高，一般为灰色至蓝灰色，含铁量高。但可分层使用，高铁部分用作耐火粘土，低铁部分用作陶瓷粘土或造纸粘土。该矿床优质部分品质优良，天然白度达85%以上。它纯净、细腻，高岭石含量高，非常接近纯高岭石岩石。过去，人们并没有注意到这一矿物层。近年来，随着人们对非金属矿的重新认识，对该层的研究、开发和利用不断加强。代表性矿山如珙县中岭陶瓷粘土矿按品质可分为三层：下层厚1.28m，部分地区可作为陶瓷原料；下层厚1.28m，部分地区可用作陶瓷原料；中层为主层，厚1.58.5m，一般深35m，灰、蓝灰色厚层，质地细密，解理发育，断口呈贝壳状。上部矿物层厚12.14m，最大厚度超过13m，为薄层黄棕色铝土矿页岩夹高岭土矿物。探明储量165.8万吨。主矿层化学成分为：Al2O3 39.8%、SiO2 43.51%、Fe2O3 95%，品质优良。此外，焦作、济源等地也发现了优质矿藏。其中济源邵源芬沟主矿床厚1.8m，纯净，灰白色，高岭石含量80%95%，Al2O3 38.08%38.52%，SiO2 45.20%45.20% 。 45.38%，Fe2O3为0.30%0.53%。

热液蚀变高岭土矿床在我省分布并不广泛，代表矿是卢石八宝山陶土矿床。它是由钾花岗岩斑岩热液蚀变而成。矿石分为高岭石岩和强高岭化钾长石花岗斑岩两类。白色、块状，主要为高岭石，含铁量较高（平均1.5%2.5%），矿石经洗选后可作为陶瓷工业和高碱玻璃的原料。已探明高岭土储量134万吨，高碱玻璃原料储量7100万吨。

风化淋滤高岭土矿床仅在淅川台山庙沟发现。该矿床赋存于震旦系白云质灰岩与寒武系硅质岩接触界面及其附近，为风化残留高岭土矿床。矿石类型为伊利石高岭石（含地开石）粘土，可分为优质高岭土和一般高岭土两类。优质高岭土呈洁净白色，有油脂光泽，滑爽，湿时可塑性高，干燥后易碎。粉末状时，主要成分为高岭石、微量石英和绿泥石，铁含量从无到微量。该地区的高岭土矿过去曾被开采作为耐火材料的原料。 20世纪70年代以来，部分用作陶瓷原料，主要为电瓷原料和卫生陶瓷原料。

四、高岭土的主要用途

高岭土的可塑性、附着力、一定的干强度、烧结性能和烧结后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料；具有白度、柔软性、高分散性、吸附性和化学惰性等优良的工艺性能。使其在造纸工业中得到广泛应用。此外，高岭土还广泛应用于橡胶、塑料、耐火材料、石油炼制等工业部门以及农业、国防尖端技术。参见表3-27-4。

表3-27-4 高岭土主要用途

五、 产品主要工业技术指标

1、产品质量要求

高岭土有不同的应用领域和不同的质量要求。在化学成分方面，造纸涂料、无线瓷、耐火坩埚等要求高岭土的Al2O3、SiO2含量接近高岭石的理论值；日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡塑填料等对高岭土有负面影响。 Al2O3含量要求可适当降低，SiO2含量可酌情较高。对于Fe2O3、TiO2、SO3等有害成分也有不同的允许含量。不同用途CaO、MgO、K2O、Na2O的允许含量也不同。在物理性能方面，各个应用领域的要求重点更加明显。造纸涂料主要要求白度高、粘度浓度低、粒径细；陶瓷工业要求良好的可塑性、成型性能和烧成白度；耐火材料要求耐火度高；搪瓷工业需要良好的悬浮性等，这就决定了高岭土产品规格和牌号的多样性。

表3-27-5 高岭土通用标准（JC88-82）

2、产品质量标准

我国现行高岭土产品标准由国家建筑材料总局于1982年修订，以化学成分和物理性能作为划分产品等级和牌号的依据，制定了高岭土通用标准（JC88-82），见表3 -27-5。同时，根据用途制定了造纸用高岭土、搪瓷用高岭土、橡胶用高岭土3个专用标准，见表3-27-6、 表3-27-7、 表3-27-8。

表3-27-6 造纸工业用高岭土标准（JC318-82）

表3-27-7 搪瓷工业用高岭土标准（JC319-82）

表3-27-8 橡胶工业用高岭土标准（JC320-82）

六、高岭土选矿方法及工艺流程

1、选矿方法

为了分离高岭土中的石英、长石、云母、铁矿物、钛矿物等非粘土矿物和有机物，我们可以生产出能满足各种应用领域需求的高岭土产品。重选、浮选、磁选、化学处理等选矿方法以及其他提高高岭土质量的加工方法在高岭土选矿工艺中得到了应用。针对我省沉积型高岭土矿物的特点，相关科研单位经过多年研究和试验，提出了两种选矿方案。一是通过焙烧去除水分、脱碳，提高白度，二是采用超细粉碎和化学漂白方法。提高白度以满足涂料级高岭土的质量标准，这两条技术路线已经成熟并得到应用。高岭土主要选矿加工方法见表3-27-9。

表3-27-9 高岭土主要选矿加工方法

延续表

2、工艺流程

高岭土选矿工艺流程一般包括选矿、分选和产品加工三部分。制备部分包括破碎、制浆等操作；分选部分包括分选、漂白、去皮等操作；产品加工部分包括浓缩、过滤、干燥、包装等操作。由于矿石种类和产品指标不同，选矿工艺也不同。各种矿石的主要工艺流程见表3-27-10。

表3-27-10 高岭土选矿工艺流程

生产高附加值细粒高岭土产品过程中的关键步骤是超细粉碎和精细分级。通过超细粉碎和精细分级（包括剥皮工艺），可以提高产品中粒径小于2m的高岭土粉体比例（可达80%以上），得到涂层级高岭土细粒产品可生产，大大提高纸张的光泽度和光泽度。不透明度。化学漂白是高岭土工业中去除杂色含铁化合物的传统工艺。其目的是去除铁、钛等杂质，提高产品的白度。高梯度强磁场磁选法和选择性絮凝法也是去除杂质、提高白度的有效方法。选择选矿工艺时应充分考虑矿石类型和成分特征。为了生产高附加值的产品，创造更高的经济效益，可以综合运用多种方法。

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