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高岭土用什么类型船舶运输 高岭土分类

发布时间:2023-11-20 03:35:11编辑:温柔的背包来源:

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一、高岭土用什么类型船舶运输

二、高岭石族矿物的矿物学特征

一、高岭土用什么类型船舶运输

用镍矿型船运输。镍矿按A类货物运输,主要包括铁精矿、高岭土、红土镍矿和其他物理性质相近的货物。高岭土是一种常见的流化固体散装货物。装船前24小时,船方应检查检验报告和含水量检验报告,以确认货物适合装运。

二、高岭石族矿物的矿物学特征

高岭石矿物主要包括高岭石、珍珠石、地开石和埃洛石。珍珠质岩很少见到,仅在酸性凝灰岩蚀变形成的高岭土中偶尔见到。硅藻土也只存在于蚀变形成的高岭土矿床中。埃洛石是一种含有层间水的高岭石。前三种化合物的化学分子式为Al4 [Si4o10] (OH) 8,后者的组成为Al4 [Si4o10] (OH) 8.2 ~ 4h2o。一、高岭石的矿物学特征

1.高岭石的晶体结构特征。

高岭石的晶体结构是典型的11八面体层状硅酸盐,即由二氧化硅四面体片和“氢氧化铝”的八面体片连接而成的结构层沿C轴堆积,在A轴和B轴方向连续延伸。所有硅氧四面体的尖端都指向同一个方向,指向铝氧八面体。硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片通过共同的氧原子连接。

高岭石的单位晶体层在一侧具有OH层,在另一侧具有O层。OH键具有强极性,晶体层通过氢键结合。强氢键(O-OH=0.289 nm)加强了结构层之间的连接(图1-10)。而且夹层表面一面是与硅相连的四面体氧,另一面是八面体上的羟基,所以存在不对称效应,使得夹层具有很强的结合力。

因此,晶体层间连接紧密,晶体层间间距仅为0.72nm,所以高岭石的分散性低,性能相对稳定,几乎不存在晶格替代现象。显微镜下高岭石具有六方鳞片结构。层间没有可交换的阳离子。

图1-10高岭石的晶体结构图[12]由于高岭石具有上述晶体结构的特点,阳离子交换容量小,水不易进入晶体层中间,所以是一种非膨胀性粘土矿物。其水化性能差,制浆性能差。

在实际的高岭石结构中,因为“片钠铝石”片的变形和尺寸(A0=5.06,B0=8.62)不适合二氧化硅四面体片的尺寸(A0=5.14,B0=8.93),所以四面体片中的四面体必须经历轻微的相对旋转和翘曲,才能与变形的“片钠铝石”片配置。高岭石中结构层的堆叠不是平行重叠,而是相邻的结构层沿A轴错开1/3a,并以不同的角度旋转[13]。

因此,高岭石有不同的类型(表1-9)。最常见的高岭石多型体是高岭石1Tc,其次是地开石和珍珠陶石,而高岭石1M多型体很少见。此外,还有C轴无序高岭石。一般高岭石是指高岭石1Tc。

高岭石的结构特征决定了它有五种面[14 ~ 15]: 棱面,也叫端面,由颗粒的几何形状决定;(2)外表面由二氧化硅表面组成;(3)外表面由氧化铝表面组成;由羟基组成的内表面;由二氧化硅表面组成的内表面(图1-10、1-11)。表1-9高岭石多晶型和晶体结构参数注:1=0.1 nm。图1-11高岭石的二氧化硅和氧化铝表面[16]

高岭石表面化学键不平衡,使离子优先溶解、吸附、解离,从而使表面带电。一般来说,高岭石晶体有一个净负电荷。为了保持电中性,吸附反离子在固/液界面形成双电层,这是高岭石的重要表面性质之一。高岭石表面活性基团的高反应性是高岭石作为填料的理论基础。2.高岭石的化学组成特征

高岭石的晶体化学式为Al4 [Si4O10] (OH) 8,理论化学成分为SiO246.4%,Al2O339.0%,H2O13.6%。它含有吸附水、层间水和结晶水。表面有许多活性基团,如Si-O、Al-O、Al-OH等。它的化学成分一般比较简单,只有少量的Mg和Fe取代八面体中的al,Al和Fe取代Si的量很少。高岭石由于晶格边缘的键断裂,可以引起少量的阳离子交换。3.电镜下的形态特征

在电子显微镜下,高岭石为自形、假六角片状、半自形、鳞片状或其它形状的片状晶体。鳞片大小通常为0.05 ~ 2微米。结晶有序度高的高岭石2M1尺度可达0.1 ~ 0.5 mm,结晶有序度最高的高岭石2M2尺度可达5 mm.高岭石聚集体通常为片状、蠕虫状、鳞状、书状(器官状)聚集体和放射状聚集体。4.物理性能

高岭石为纯白色,因有杂质可染成深浅不一的黄、灰、绿、棕等色。致密块状呈土状光泽或蜡状光泽。具有{001}极完美解理,硬度2.0 ~ 3.5,密度2.60 ~ 2.63g/cm3。高岭石的致密团块(聚集体)干燥后有粗糙感和吸水性。湿态是塑性的,但加水不膨胀。阳离子交换性能差,由于断键只能在颗粒边缘产生少量交换。

因此,交换容量随着粒径的减小而增大,一般阳离子交换容量为1 ~ 10 mmol/100 g。

5.x射线衍射特征

高岭石的X射线衍射谱具有强烈的底反射特征。高岭石1Tc的底反射为d001=7.15,d002=3.58,d003=2.38,D004=1.78。高岭石2M1比大多数高岭石1Tc表现出更强的反射和更清晰的衍射花样,但没有D001=14反射。高岭石2M2的反射比高岭石1Tc和高岭石2M1的反射弱,一些反射峰出现在宽带内。有序度高、结晶好的高岭石的X射线衍射花样具有峰形窄、尖、对称、强度高、背景低的特点。

随着结晶程度从有序到无序的变化,反射峰强度逐渐减弱甚至消失。并且峰值形状逐渐变得不对称。

6.热分析特征高岭石在加热过程中有两个主要热效应。差热曲线上约600的大吸热谷是由晶格中羟基的去除引起的,脱羟基温度随高岭石结晶有序度的增加而升高。脱羟基后形成异质物质。980附近的放热峰是由无定形物质生成-氧化铝、方石英和莫来石引起的。7.物理和化学特性(1)粒度

高岭石粘土的粒度分布通常为0.2 ~ 5微米,高岭石的粒度与高岭石矿物的结晶程度有关。结晶高岭石的粒径较大,高岭石2M2的粒径往往大于高岭石2M1的粒径,高岭石1Tc的粒径最小。高岭石的粒度对高岭石粘土的可塑性、泥浆粘度、离子交换容量、成型性、干燥和烧结性能有很大影响。

一般高岭石粘土粒度越细,可塑性越好,干燥强度越高,越容易烧结,孔隙率越小,机械强度越高。

(2)可塑性

可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础,也是一项重要的工业技术指标。影响高岭石粘土可塑性的主要因素是粒度、阳离子交换容量、颗粒形状和杂质。

一般来说,高岭石粒度越细,分散度越大,比表面积越大,可塑性越好;高岭石的阳离子交换容量越大,其可塑性越好;如果高岭石颗粒形状较细,则容易结合,相对滑动,比板状、柱状等其他形状具有更高的可塑性。如果高岭石粘土含有应时、长石等碎屑矿物杂质,其可塑性就会降低。当含有蒙脱石、一水硬铝石或有机质时,塑性会提高。

根据塑性指数(S),高岭石粘土可分为低塑性高岭石粘土(S<2.5)、中塑性高岭石粘土(S=2.5 ~ 3.6)和高塑性高岭石粘土(S > 3.6)。高岭石粘土一般具有中低塑性,低于蒙脱石。当高岭石粘土加热到400 ~ 700时,其塑性消失。

(3)可烧结高岭土的可烧结性是制造陶瓷制品的重要技术指标之一。所谓烧结,是指物体加热到一定温度后,易熔材料产生的液相填充未熔颗粒之间的空隙,靠其表面张力使孔隙率降低,密度增大,体积缩小,从而变得致密坚硬如石的性质。当气孔率降至最低值,密度达到最大值时,该状态称为烧结状态,对应的温度称为烧结温度。

高岭石粘土的烧结属于液相烧结。影响烧结的因素很多,主要与陶瓷制作工艺和粘土坯体中其他矿物的含量有关。从矿物组成看,伊利石粘土和蒙脱石粘土比高岭石粘土更容易烧结;从化学成分看,碱性氧化物多、游离二氧化硅少的粘土坯容易烧结;从陶瓷生产的角度,希望烧结温度低,烧结范围宽。这一方面节约了能源,另一方面便于操作和控制。

通常使用高岭石粘土,其烧结温度为1000 ~ 1500。在技术上,可以通过混合熔剂原料或按比例混合不同类型的高岭石粘土来控制烧结温度和烧结范围。

(4)耐火高岭石粘土具有较高的耐火度,一般可达1750以上。因此,它也是一种耐火粘土。当高岭土含有水云母、长石等时。会降低其耐火性。一般来说,随着Al2O3含量的增加,耐火性增加,随着碱性氧化物和氧化铁含量的增加,耐火性降低。(5)电绝缘高岭土可用作高频瓷和电绝缘瓷的矿物原料,具有良好的电绝缘性。(6)化学稳定性

高岭石粘土具有很强的化学稳定性和一定的耐碱性,是用作填料的主要性能指标之一。(7)与有机物的相互作用

高岭石能与许多极性有机分子反应(如;甲酰胺HCONH2、乙酰胺CH3CONH2、尿素NH2CONH2等。)相互作用产生高岭石-极性有机分子插层复合物。有机分子可以进入层间域,通过氢键与结构层的两个表面相连。结果,第一,高岭石的结构单元层厚度增加;二是改变高岭石的表面性质(如亲水性)。目前,它已成为国内外的研究热点。二、埃洛石的矿物学特征

国际上根据D值将埃洛石分为10埃洛石和7埃洛石。在中国,埃洛石最早发现于四川永琏,在内蒙古乌海被称为“永琏石”和“乌海土”。1981年第一届全国粘土工作会议通过的第一个粘土矿物分类命名方案中,埃洛石直译为埃洛石。同时,10埃洛石命名为埃洛石,7埃洛石命名为变质埃洛石。1.埃洛石的晶体结构特征。

埃洛石晶体属于单斜晶系。自然界产生的多为凝胶状块状,干燥后呈土状或锐边状碎片,断口扁平或贝壳状。晶体结构与高岭石相似,但堆积方式和含水量与高岭石不同。在水饱和的情况下,水分子有两层,但在常温常压下,当外界干燥,湿度不饱和时,可以损失一部分水,转化为埃洛石。埃洛石和偏埃洛石在电子显微镜下呈管状或卷曲状、球状和片状。

这是因为组成埃洛石的(OH)和(OH)八面体片层之间的距离是0.294nm,四面体上的O and O之间的距离是0.255nm,它们的长度不相等。当它们相互重叠时,不能相互适应,这就要求外层的四面体片要适当卷曲以适应八面体的大小,从而形成管状或圆柱形。

在干燥环境中,埃洛石的含水量减少,变成偏埃洛石。其晶体形态介于高岭石和埃洛石之间,电镜下呈碎管状,常发生坍塌和套管。

2.埃洛石的化学成分特征埃洛石矿物的结构式为Al4 [Si4o10] (OH) 8.2 ~ 4h2o。理想的化学式为:al 2s i2o 5(OH)44h2o,理论化学成分为:SiO240.85%,Al2O3 334.67%,H2O24.48%。3.埃洛石的物理性质

纯埃洛石为白色,因其他杂质而染成浅红色、浅黄色、灰色至黑色。硬度1 ~ 2,有滑滑的感觉。块状似瓷器,有蜡状光泽,松散土状,无光泽。密度为2.1,完全脱水后可增至2.6。易溶于硫酸,脱水后不会再水化,但管状体常收缩、开裂、展开或呈管套状。它有很强的阳离子吸附作用。4.x射线衍射特征

埃洛石的特征是衍射峰少,峰形扩散,不对称,明显向高角度倾斜;埃洛石d001为1.01nm,埃洛石d002在图中不明显。偏埃洛石的特征是:其X射线衍射图谱与B轴无序高岭石相似,结晶度较差;D001衍射峰宽且不对称,d001值从0.714增大到0.72 ~ 0.75 nm。d020衍射峰的强度超过d001衍射峰,d020衍射峰的D值为0.442nm。D002衍射峰强度仅略低于d001。5.热分析特征

埃洛石的差热曲线有三种热效应:1)低温吸热效应发生在128,吸热谷呈V形,是层间水的去除所致;2)高温吸热反应发生在600,吸热谷较深,这是由于结构水的去除造成的;3)放热反应,峰值在954,这是由于新相的形成。蚀变埃洛石的差热曲线也有三种热效应:1)低温吸热效应发生在100左右,谷形略呈波浪状,显示残余层间水的去除;

2)600出现高温吸热效应,是由于结构水的去除,说明晶体结构被破坏,谷形尖锐,热效应强;3)放热峰位于960,略高于埃洛石,峰形短,表明有新相形成。三、其他矿物

硅藻土在自然界中分布广泛。颜色为灰白色、乳白色、瓷白色、微透明、半透明、透明、珍珠光泽、滑溜溜。电子显微镜下呈假六边形片状、长板状、六角形或宝塔状。显微镜下,地开石为等轴微晶粒状集合体,粒径0.01 ~ 0.02 mm,珍珠质极少分布,为长柱状细粒集合体。长轴一般为0.06~0.09mm,最长为0.15mm,纹理宽度为0.012 ~ 0.03 mm,纹理长轴方向沿堤身延伸方向或垂直于堤壁。

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