高岭土的应用与研究现状

武汉工程大学

Wuhan Institute of Technology 《非金属矿物材料》课程论文

高岭土的应用与研究现状

院系：环境与城市建设学院

班级：矿物加工01班

学生：乐坤李春阳李鹏辉

李雪强刘连坤刘念

指导教师：张翼

2012年5月27日

摘要

高岭土是指以高岭石族矿物为基本组成的岩石或工业矿物类型。高岭土是一

种重要的非金属资源。高岭土通过加热煅烧变成偏高岭石，广泛应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、高级耐火材料等领域。阐述了高岭土发展状况与最新的应用范围，以及目前高岭土应用前景与展望。

Abstract

The kaolin is kaolinite group minerals as the basic composition of the rock or the type of industrial minerals. Kaolin is an important non-metallic resource. Kaolin be heated and calcined into metakaolinite , and widely used in paint, paper, plastics, rubber, high-grade refractory and other fields .The article expound the kaolin’s development with the latest range of applications, and the current kaolin application prospects and prospect.

关键词：高岭土应用研究现状展望

Key words: kaolin Application Research present situation Prospect

1 高岭土的介绍

1.1高岭土矿物简介

高岭土是指以高岭石族矿物为基本的岩石或工业矿物类型。是质地纯净的细

粒粘土，原矿呈白色或浅灰色，含杂质时呈黄色或灰色；致密块状或是疏松土状，质软，有滑腻感，指甲可刻画。高岭石族矿物共有高岭石、迪开石、珍珠石、0.7nm

埃洛石、1.0nm埃洛石等五种，高岭石矿物的化学成分相似，仅以单位构造层的

堆叠方式和层间水的含量略有不同。它们的理论结构式为Al4(Si4O10)(OH)8。

高岭土是以高岭石亚族矿物为主要成分的软质粘土，主要由高岭石矿物组成。自然界中组成高岭土的矿物有粘土矿物和非粘土矿物。粘土矿物主要是高岭

石族矿物，其次是绿泥石、蒙脱石和水云母。非粘土矿物主要为石英、长石、和

云母以及铝的氧化物和氢氧化物、铁矿物、铁的氧化物、有机物等

自然产出的高岭土矿石，根据其成因、质量、可塑性和砂质的含量，可划分

为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型。

在我国，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，主要分布在中国北方的东北、西北的石炭——二叠纪煤系中，以煤层中夹矸、顶底板或单独矿层形式存在。据目前所了解资料，只有广东、广西、安徽、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。

1.2 高岭土的物化性质

1）物理性质

a.白度：白色或接近白色，最高白度大于95%；白度是高岭土工艺性能的主要

参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。

对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。

b.硬度：软质高岭土一般为1~2，硬质高岭土有时可达3~4。

c.可塑性：可塑性是指粘土粉碎后用适量的调和后捏成泥团，在外力作用下可

以任意改变其形状而不发生裂纹，除去外力，仍能保持受力时的形状的性能。

而高岭土具有良好的成型、干燥和烧结性能。

d.分散性：分散性是指粘土矿物分散于水中并呈悬浮状态的性质，或称为悬浮

性、反絮凝性。高岭土在水中易于分散、悬浮，能形成稳定性良好的悬浮液。

e.电绝缘性：高岭土具有优良的电绝缘性，200℃时电阻率大于100亿Ω·㎝，

频率50Ｈz时击穿电压大于50ｋv／ｍｍ,可用于电缆填料。

2）化学性质

a.化学稳定性: 高岭土具有良好的抗酸溶性。

b.阳离子交换量：粘土矿物的阳离子交换容量是指在pH值为7的条件下，粘

土矿物所能交换下来的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。单位为mmol／100g。而高岭土的阳离子交换量一般为3~5mmol／100g。

c.耐火度：高岭土的化学成分为Al2O3和SiO2，所以具有优良的耐火性能，耐火

度为1770~1790℃

d.高岭土的热性质：高岭土在110℃左右排出各种吸附水；110~400℃时排出层

间水；但温度继续升高时，不同的温度区间会发生不同的化学反应。

2. 高岭土的用途

高岭土的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料；洁白、柔软、高度分散性、吸附性及化学随性等优良工艺性能，使其在造纸工业上得到广泛的应用。此外，高岭土在橡胶、塑料、耐火材料、石油精炼等工业部门以及农业和国防尖端技术领域亦有广泛用途

2.1 高岭土的主要用途

a.陶瓷工业:陶瓷工业的主要原料，用于制作日用陶瓷、建筑及卫生陶瓷、电瓷、

化工耐腐蚀陶瓷、工艺美术陶瓷及特种陶瓷等。

b.造纸工业:用于纸张的填料和涂料，提高纸张的密度、白度和平滑度，改善印

刷性能，降低造纸成本.

c.耐火材料及水泥工业:耐火度高于或等于1770℃的纯净高岭土可制熔炼光学

玻璃和玻璃纤维用的坩埚及实验室用坩埚，低品位高岭土可制耐火砖、匣钵、耐火泥、出铁泥塞及烧制白水泥等。

d.橡胶工业:用作补强剂和填充剂，可提高橡胶的机械强度及耐酸性能，改善制

品性能，降低成本。

e.石油、化工工业:制高效能吸附剂，代替人工合成化工用分子筛，用作石油裂

解催化剂。

f.医药、轻纺工业:作为医药的涂层，吸附层、添加剂、漂白剂、制作去垢剂、

化妆品、铅笔、颜料、油漆的填料。

g.农业:用作化肥、农药、杀虫剂的载体。

h.国防尖端技术:原子反应堆、喷气式飞机、火箭燃料室及喷嘴等都需要优质高

岭土。

2.2 应用结构

各国的资源条件及工业发展程度有所差异，高岭土的应用结构亦有较大区别。例如：我国70%以上的高岭土用于陶瓷工业，造纸工业用高岭土所占比例甚小。美、英、日本等国家50%以上的高岭土则用于造纸工业。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。高岭土在造纸工业的应用最为广泛。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，填料量为纸重量的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量的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。

3 高岭土的研究现状

3.1高岭土选矿

高岭土主要由高岭石、埃洛石组成，含量可达90%以上，其次还有水云母，常混有黄铁矿、石英、明矾石等。高岭土原矿的加工工艺取决于原矿的性质及产