高岭土是什么材料?

高岭土是什么材料?

什么是高岭土 地球上的矿产,主要分为能源矿产、 金属矿产和非金属矿产三种类型.高岭土是一种重要的非金属矿产, 与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿. 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、石英和长石等其它矿物伴生.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. 中国是世界上最早发现和利用高岭土的国家. 远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶,就是以高岭土制成. 江西景德镇生产的瓷器名扬中外,历来有"白如玉、 明如镜、薄如纸、声如罄"的美誉.现在国际上通用的高岭土学名- -Kaolin,就是来源于景德镇东郊的高岭村边的高岭山. 据史料记载,法国传教士昂特柯莱, 在1712年一份著名的书简中向欧洲专门介绍过高岭山上瓷土的特 点,该文对全世界的瓷器制造业产生过深远的影响, 于是高岭土在欧洲逐渐得名,并成为该类瓷土在国际上的通用名词. 高岭土的特性和用途 质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、 良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能； 具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性 等理化性质.因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、 医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料.有报道称, 日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削 刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用.特别是最近几年, 现代科学技术飞速发展,使得高岭土的应用领域更加广泛, 一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为 新材料,甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件, 也用高岭土制成. 目前,全球高岭土总产量约为4000万吨( 该数据属于简单的国与国产量的相加,其中没有统计原矿的贸易量, 包含较多的重复计算),其中精制土约为2350 万吨.造纸工业是精制高岭土最大的消费部门, 约占高岭土总消费量的60%. 据加拿大Temanex咨询公司提供的数据, 2000年全球纸和纸板总产量约为 31900万吨,全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨. 高岭土在造纸工业的应用十分广泛.主要有两个领域, 一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料, 另一个是在表面涂布过程中使用的颜料.对于一般文化纸,填 料量占纸重量的10-20%.对于涂布纸和纸板( 主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板),除了需要填料外, 还需要颜料,填、颜料用的高岭土所占比重为纸 重的20-35%.高岭土应用于造纸, 能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能, 还能增加纸张的白度、不透明度,光滑度及印刷适性,极大改善纸张 的质量. 高岭土的分类 自然产出的高岭土矿石,根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、 云母等矿物粒径>50微米)的含量,可划分为煤系高岭土、 软质高岭土和砂质高岭土三种类型. 不同的资源秉性,基本决定了该资源可适合发展的产业方向. 一般来说,国内的煤系高岭土(硬质高岭土), 比较适合开发为煅烧高岭土,主要应用于各种用途的填 料方面.煅烧高岭土由于白度较高,在造纸方面也有应用, 且多为生产高档铜版纸,价格昂贵(4000元/吨左右). 但由于煅烧土主要是增加白度,一般不单独 使用,在造纸中用量较水洗土为少.非含煤高岭土( 软质高岭土和沙质高岭土),主要应用于造纸涂料和陶瓷行业方面. 非煤系高岭土的晶体结构上主要分为单片状 (径厚比为8：1)、管状和叠片状. 其中：以茂名盆地为代表的单片状结构高岭土(石) 经简单工艺处理即可直接应用于造纸涂料,加工成本相对稍低, 附加值较高；以福建龙岩为代表的管状结构高岭 土(石)可应用于陶瓷材料、耐火材料；以广西合浦、 湛江廉江为代表的叠片状高岭土(石)属风化不完全( 形象而言即十月怀胎不足,早产儿),先天不足,但经 剥片处理,也可用于造纸,成本相对茂名土稍高.而且, 据专家分析,天然品质的局限性,使得合浦土的粘浓度较低, 在目前技术条件下,还无法加工后用于高档造 纸涂料. 应当指出的是,这种用途上的分工也不是绝对的.随着技术的进步, 高岭土资源天然秉赋上的差异,是可以通过技术的进步来抹平的. 当然,技术的可能和可行是完 全不同的两种概念,技术的可行还不能代表工业应用价值. 在工业上的实际应用,存在性能价格比问题, 成本必须有优势才有应用价值.目前这种用途上的相对区 分,是以现有技术为前提的. 这也是我们茂名高岭土在目前占有优势的重要原因. 世界主要高岭土生产国资源情况 目前我国高岭土矿点有700多处, 对200处矿点探明储量为30亿吨,矿点较为分散. 其中煤系高岭土16.7亿吨,主要分布在我国北方的东北、 西北的石炭一二叠纪煤系中,以煤层中夹矸、 顶底板或单独矿层形式存在. 我国是产煤大国,基本上大型煤矿都伴生有煤系高岭土, 因而煤系高岭土储量十分丰富. 非煤系高岭土1996年探明工业储量14.32亿吨. 与其它非金属资源相比,高岭土不属于我国的优势资源, 如按人均算则更为短缺.而且我国高岭土资源的分布比较分散, 品位不高,大多数为煤系高岭土(国外很少), 需要经过煅烧或改性,用于造纸涂布有天然的局限性. 而且煤系高岭土由于属于煤的伴生矿,难以大规模开采利用. 在我国,非煤系高岭土与煤系高岭土储量相当, 但绝大多数为管状高岭土,粘度大,不能用于造纸涂布. 据目前所了解资料,只有广东、广西、 河北沙河的高岭土资源可以开发用于造纸涂料,因此资源十分宝贵. 河北沙河在90年代中后期曾在国内造纸涂料市场与茂名高岭土有过 激烈竞争,但目前已经由于资源不足,逐渐萎缩.