煅烧高岭土

涂料·油漆·胶粘剂·电线电缆

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CAS号：  分子式：Al2H4O9Si2   分子量258   颜色：白色软泥状

中文别名：白陶土,瓷土;绢云母;滑石、白云土、观音土、陶土、阁土粉

莫氏硬度为6

一. 主要应用领域

1. 造纸涂料可替代部分昂贵的钛白粉;

2. 油漆,水性乳胶涂料;

3. 橡胶及特种电缆补强剂,工业塑料功能填料,油墨,食品,药品,化妆品填料;

4. 高白度高级瓷器及特种陶瓷原料.

二. 主要物理指标Typical physical properties

性状：多无光泽，质纯时颜白细腻，如含杂质时可带有灰、黄、褐等色。外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态状。

外观：纯白或淡灰色黏土，多数为致密或松散的土块状。

密度： 2.54～2.60g/cm3

熔点： 1785℃

可塑性：良好

白度：高

质地：软

粘结性：高

电绝缘性能：优良

耐火性：较好

具有可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变。

化学性质 容易分散于水或其他液体中，良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量

性能参数

白度：高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。煅烧白度越高则质量越好。白度计是测量对3800—7000Å(即埃，1埃=0.1纳米)波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)

亮度：亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570Å(埃)波长光照射下的白度。岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色;含Fe2+呈淡蓝、淡绿色;含MnO2呈淡褐色;含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。

粒度分布：粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。

可塑性：高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg/cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。

煅烧高岭土应用领域

高岭土在不同温度下煅烧产品，具有各种不同的物理性能。在煅烧高岭土时应根据产品的不同用途，选择不同的煅烧工艺。

（1）PVC电缆料的填料

低温煅烧脱羟基的高岭土是PVC电缆料中不可缺少的电绝缘填料，可大大提高PVC体积电阻率。不同化学组成的煅烧高岭土对电缆的电性能亦会产生不同的影响。这是因为煅烧高岭土的化学组成主要是Si和Al，因而可以认为影响电缆料电性能的上要因素是由硅、铝的含量决定的。高岭土的硅铝比越高，即Al2O3的含量越高，则煅烧后的高岭土越能提高电缆料的电绝缘性能。

（2）造纸填料和涂料

高岭土脱羟以后，在950℃左右进一步煅烧的产品，比脱羟高岭土要白、更亮，能部分或全部取代钛白粉，用作纸张的填料，既降低了成本，又具有较好的性能。

（3）涂料填料

由于煅烧高岭土晶体中的结构水被逸出，因此，颗粒与颗粒之间产生了大量孔隙，以致于改变了晶体结构，使得高岭土颗粒变硬，并造成外形不规则，且内部不易紧密堆积。由于孔隙中充满了空气，因而，导致涂层具有较高的不透明性。

（4）合成4A沸石

4A沸石可作为合成洗涤剂中的洗涤助剂，替代三聚磷酸钠，生产无磷洗涤剂，以减少磷对环境的污染。4A沸石最大的优点是：原料来源广泛，成本低廉，价格便宜，生产工艺易控制，产品的性能稳定。

（5）制造结晶氯化铝和聚合氯化铝

氯化铝主要用作有机合成石油工业的催化剂，并用来处理润滑油和制造蔥醌等，聚合氯化铝是一种新型的水净化剂，主要用来净化饮用水，也可用作各种工业废水的处理剂，具有絮凝快、不溶物少、净化效果好、用量少、成本低等优点。

（6）耐火材料

经高温煅烧（1300-1525℃）的高岭土，其组分中生成新的莫来石的物相。它的结构随温度升高而发生转变，孔隙不断闭合，变得十分致密坚硬，是一种极好的耐火材料。耐火度达到7-8，被广泛应用于耐火材料中的填料、玻璃钢中的增强填料、各种陶瓷窖具金额高级陶瓷胚料的配料，以及在铸造工业中的涡轮叶片等精密铸件的模型等。煅烧高岭土耐火度与其中的含量有关、Al2O3含量越高，Al2O3/SiO2的比值越大，耐火度就越高。

制备方法

工艺流程：超细煅烧高岭土生产工艺流程主要包括四个部分：

（1）原料的预先干燥，达到进行超细粉碎的水份要求；

（2）高岭土的超细粉碎与分级，达到煅烧要求粒度；

（3）高温煅烧处理成要求纯度和白度；

（4）煅烧后的打散解聚，达到最终成品要求细度。

油漆涂料、塑料橡胶级产品主要有800目、1250目、2000目、3000目。 造纸涂料级：

造纸涂料级产品主要有1250目、2000目、3000目、2um>70%、2um>80%及部分2um>90%

高岭土加热过程中的变化阶段

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。

高岭土在加热过程中发生脱水分解析出新物相等物化变化，较为复杂，一般认为高岭土在加热过程中的变化，包括两个阶段：脱水阶段和脱水后产物的转化阶段。

A． 脱水阶段

100-110℃，湿存水与自由水脱除；110-140℃，其他矿物杂质带入的水脱除；400-450℃，晶格水开始缓慢排除；450-550℃，晶格水快速排除；500-800℃，脱水缓慢进行；800-1000℃，残余水排除完毕。此过程的两个方程式如下：

Al2O3.2SiO2?2H2O ----------- Al2O3.2SiO2+2H2O

高岭土 550-700℃ 偏高领土

B． 脱水后产物的转化阶段

脱水后产物接着转化的起始温度是925℃，形成新的铝尖晶石结构。反应式为：

2（Al2O3?2SiO2）----------- 2Al2O3.3SiO2+SiO2 （925℃）

偏高领土   铝尖晶石

1050-1100℃ 开始转化为似莫来石，反应式如下：

2Al2O3.3SiO2----------2（Al2O3.SiO2）+ SiO2 （1100℃）

1200-1400℃生成莫来石，反应方式如下：

3（Al2O3.SiO2）----------3Al2O3.2SiO2+ SiO2 （1400℃）

分类

    按地质成因高岭土分为两种类型：

    1、原生高岭：是指岩石风化后未经自然力搬运而与母岩残留在一起的高岭土。中国南方地区所产高岭土主要属这种类型。

    2、沉积高岭：是指经自然力搬运而沉积下来，同时在搬运和沉积过程中又混入各种杂质的高岭土。中国北方地区的高岭土大都属于这种类型。

    高岭土的形成是古老地球亿万年前江河湖沉积岩，经过造山运动露出地面后，又经过原始地球运动，经过完全风化之后，生成高岭石、石英和可溶性盐类；再随雨水、河川漂流转于它处并再次沉积，这时石英和可溶性盐类已分离，即可得高岭土，其中的K2O、Na2O为水溶性成分，大部分被水带走。

如风化不完全，则部分长石会形成白云母，也有部分母岩因深藏地下而未能风化，仍以长石形式存在。有些沉积高岭在形成过程中会与某些杂质同时沉积下来。

高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物（高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等）组成，理想的化学式为Al2O3-2SiO2-2H2O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其他矿物伴生。

    高岭土的化学成分中含有大量的Al2O3、SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等。从理论上分析，高岭石的化学成分应为：二氧化硅(SiO2)46.5％，三氧化二铝（Al2O3）39.5％，水（H2O）14％。

    纳米高岭土的意思是将高岭土的粒度加工到纳米级的程度，一个纳米等於千分之一微米。
    水洗高岭土就是将高岭土原矿通过水流淘洗，将粗砂与杂质去除，通常粒度达到325目以上，325目的粒度大约是43微米，也就是43000纳米。
    是将纯度够的高岭土，经过高温烧成出来再经研磨的高岭土，目的在提纯与提高白度，烧成温度依客户的产品要求不同而不同，从900度到1300度都有