高岭土的应用、加工技术和发展

（3）化肥、农药、杀虫剂的载体； （4）工业陶瓷及特种陶瓷中用来制造切削工具、钻 工业陶瓷及特种陶瓷中用来制造切削工具、 头、耐酸器皿等； （5）国防工业中利用优质高岭土用于原子反应堆、 国防工业中利用优质高岭土用于原子反应堆、 喷气式飞机和火箭燃料室用的陶瓷高温涂料； （6）制造熔炼光学玻璃用的坩埚； （7）香料化妆品工业，如用来制造香粉、软膏等化 香料化妆品工业，如用来制造香粉、 妆品的高岭土要求有特别高的分散度和白度； （8）在铅笔生产中，高岭土可用来制造铅笔芯。 在铅笔生产中，高岭土可用来制造铅笔芯。
3．国内外主要高岭土矿床 （1）美国佐治亚州-——南卡罗来纳州高岭 美国佐治亚州-——南卡罗来纳州高岭 土矿带是美国最大的高岭土矿床和产区。 土矿带是美国最大的高岭土矿床和产区。该区 矿床为次生沉积矿床。 矿床为次生沉积矿床。该高岭土矿的特点是自 身均一性好，因为自然沉积作用过程中， 身均一性好，因为自然沉积作用过程中，高岭 土按大小进行了天然的分级 。 （2）英国康沃尔地区高岭土矿床，为热液 英国康沃尔地区高岭土矿床， 蚀变原生矿床其含铁量很低，具有极好的白度， 蚀变原生矿床其含铁量很低，具有极好的白度， 这些特殊成矿条件使英国生产的高岭土驰名于 世。 （3）苏州阳山高岭土，该矿床为热液蚀变 苏州阳山高岭土， 型高岭土。质地纯净的苏州阳山泥， 型高岭土。质地纯净的苏州阳山泥，其化学成 分十分接近高岭石的理论成分， Al2 分十分接近高岭石的理论成分 ， Al2O3 含量可 高达39. 左右，颜色洁白、颗粒细腻。 高达39.0%左右，颜色洁白、颗粒细腻。
2．造纸工业 在造纸工业中，高岭土可用于填料和涂布颜 料（也称涂料）。 （1）造纸涂布颜料的性能要求 涂布用颜料主要是为了改善纸张的印刷性能， 因而涂布颜料的质量要求较高。涂布颜料重要的 性能指标有白度、粒径、粒径分布、粒子形状、 比表面积、流变性、磨耗和筛余物（200目和325 比表面积、流变性、磨耗和筛余物（200目和325 200 目）等。 作为造纸涂布颜料， 作为造纸涂布颜料，应具备有以下特性： ① 白度和不透明度 涂料的光学性质（白度、 涂料的光学性质（白度、 色调、不透明度等） 色调、不透明度等）直接影响到成纸的光学性 质和印刷品的质量。 质和印刷品的质量。颜料要有高的白度和不透 明度，即遮盖能力强。 明度，即遮盖能力强。
（2）风化淋滤型高岭土 一般产在碳酸盐岩（石灰岩、大理岩）的侵 蚀面上, 蚀面上,成矿母岩是含黄铁矿的铝硅酸盐岩或粘土岩， 它们能提供大量的H 它们能提供大量的H2SO4，SiO2和Al2O3。 这类高岭土矿床一般以小型为主，但质地纯 净。 典型矿床有四川叙永、贵州毕节等。 （3）热液蚀变型高岭土 主要由中酸性火成岩经热液蚀变作用而成。 世界上著名的高岭土产地英国南部康瓦尔高 岭土属此类型。我国热液蚀变高岭土矿床分布很广， 有江苏苏州阳山（观山、通安矿体）、安徽庐江矾 山，江西上饶下高州高岭土矿等。
3．橡胶工业 在高岭土的消费结构中， 在高岭土的消费结构中，橡胶工业也是主要 消耗部门之一。 消耗部门之一。高岭土在橡胶工业中起到填料作 用，将它加入乳胶混合物中，能改善橡胶的性 将它加入乳胶混合物中， 能，如可以提高橡胶制品的力学强度，增加其耐 如可以提高橡胶制品的力学强度， 磨性和化学稳定性，延缓橡胶的硬化时间等。 磨性和化学稳定性，延缓橡胶的硬化时间等。同 时，加入高岭土还可以降低橡胶成本。 加入高岭土还可以降低橡胶成本。 4．塑料工业 在塑料中，高岭土主要作为填充剂。 在塑料中，高岭土主要作为填充剂。塑料中 许多性能如表面粗糙度、尺寸的精度、 许多性能如表面粗糙度、尺寸的精度、耐化学腐 蚀性、坚固性等都与加入高岭土有关。 蚀性、坚固性等都与加入高岭土有关。 煅烧高岭土作为电性改良剂用于聚氟乙烯塑 料中可以提高塑料的电绝缘性能。 料中可以提高塑料的电绝缘性能。
（4）福建龙岩高岭土，属风化残积型高岭 福建龙岩高岭土， 土矿床。 由于含铁量低于 0 土矿床 。 由于含铁量低于0.3% ， 钛低于0.02% ， 钛低于 0 02% 并含有一定量低温溶剂元素（ 并含有一定量低温溶剂元素（Li2O）是电瓷、 是电瓷、 陶瓷理想原料。 陶瓷理想原料。 （5）茂名地区高岭土，茂名盆地内高岭土 茂名地区高岭土， 矿属沉积岩风化残积亚型矿床， 矿属沉积岩风化残积亚型矿床，其石英等砂质 含量大于50% 故称为砂质高岭土矿。 含量大于 50%， 故称为砂质高岭土矿 。 茂名高 岭土从成因上说经过风化残积——搬运自磨岭土从成因上说经过风化残积——搬运自磨-— —再风化三个阶段，高岭土风化完全，晶片以 再风化三个阶段，高岭土风化完全， 单片状为主，粒度细。 单片状为主，粒度细。
（2）造纸工业用高岭土的技术指标 造纸工业用高岭土产品的化学成分和物理 性能要求见表2 性能要求见表2（GB/T 14563-93）。造纸涂料 14563-93） 主要要求高岭土的纯度、白度、粘浓度和细度。 主要要求高岭土的纯度、白度、粘浓度和细度。 例 如 ： 对 高 级 加 工 纸 涂 料 ZT-OA 要 求 白 度 ZT≥ 90.0% ， ＜ 2µm 含 量 ≥ 90.0% ， 粘 度 浓 度 90. 90. （ 500mPa·s 固 含 量 ） ≥ 68.0% ， Al2O3 含 量 500mPa·s 68. ≥37.00%。 37.00% （3）高岭土在造纸中应用及发展前景 由于我国适用于造纸用的高岭土资源不丰 富且品位低，高档的涂布高岭土颜料还需进口。 富且品位低，高档的涂布高岭土颜料还需进口。 高光泽高岭土，低粘度、流变性好， 高光泽高岭土，低粘度、流变性好，成本低的 底涂高岭土， 底涂高岭土，专用于轻涂纸的高岭土是高岭土 涂布颜料的发展方向。 涂布颜料的发展方向。这类土一般要求覆盖性 和遮盖性好及流变性适宜，如细的剥片土， 和遮盖性好及流变性适宜，如细的剥片土，煅 烧土和窄粒径分布的高岭土可满足这方面的要 求。
5．涂料工业 高岭土在涂料中用于充填剂， 高岭土在涂料中用于充填剂，因为它具有化学 惰性、高的覆盖能力、理想的流动性能且成本低、 惰性、高的覆盖能力、理想的流动性能且成本低、 颜色为白色以及可减少昂贵染料需要量的特点。 颜色为白色以及可减少昂贵染料需要量的特点。此 外，它还具有非常良好的悬浮性能。不同粒度的高 它还具有非常良好的悬浮性能。 岭土用于不同类型的涂料中。 岭土用于不同类型的涂料中。 涂料工业对高岭土的基本要求是：高岭土应具有 高度的分散性， 高度的分散性，没有大的颗粒以及染色氧化物的含量 少。 6．耐火材料 7．玻璃纤维 8．生产白水泥 9．高岭土的其他用途 （1）石油化工催化剂； （2）搪瓷工业中用来配制珐琅釉浆，使珐琅釉层经煅 搪瓷工业中用来配制珐琅釉浆， 烧后与铁质坯体牢固结合；
（4）现代热泉蚀变型高岭土 系由现代热泉产生的中低温酸性热水溶液， 交代蚀变围岩而成，主要成矿原岩是富含长石的 岩石或粘土质岩石，其成矿作用与第四纪火山活 动和地热活动有关。 著名产地有云南腾冲、西藏羊八井。 （5）古代煤系中沉积高岭土 这类型的高岭土通常是有一定的硬度，固结 较好，有人称之为高岭岩。 高岭石常呈蠕虫状，有机质含量高，著名产 地有山西大同，陕西铜川，山东新汶，河北峰峰， 内蒙大青山等地。
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三、高岭土的应用和技术指标要求
高岭土有许多优良的理化性质和工艺特性， 高岭土有许多优良的理化性质和工艺特性， 如可塑性、结合性、分散性、耐火性、 如可塑性、结合性、分散性、耐火性、绝缘性 和化学稳定性等。因此，高岭土广泛用于陶瓷、 和化学稳定性等。因此，高岭土广泛用于陶瓷、 造纸、橡胶、塑料、耐火材料、涂料、 造纸、橡胶、塑料、耐火材料、涂料、化工及 化妆品工业等。 化妆品工业等。 1．陶瓷工业 高岭土是陶瓷工业的主要原料， 高岭土是陶瓷工业的主要原料，在我国大 部分产量的高岭土应用于陶瓷工业。 部分产量的高岭土应用于陶瓷工业。它不仅可 以作为陶瓷坯料的重要原料， 以作为陶瓷坯料的重要原料，也可以作为釉料 的原料。 的原料。 陶瓷行业涉及到日用瓷、建筑瓷、卫生瓷、 陶瓷行业涉及到日用瓷、建筑瓷、卫生瓷、 艺术瓷及各种工业陶瓷。 艺术瓷及各种工业陶瓷。 其中主要是对Al 其中主要是对 Al2O3 、 Fe2O3 、 TiO2 、 SO3 、 CaO+MgO及粒度都有限量要求。 CaO+MgO及粒度都有限量要求。
（6）新生代沉积高岭土 本类型高岭土矿床是原生的高岭土或后来 形成的高岭土粘土岩，通过地表水的搬运作用， 形成的高岭土粘土岩，通过地表水的搬运作用， 在沉积水盆地（湖泊、河流、滨海等） 在沉积水盆地（湖泊、河流、滨海等）中，经 分选、沉积而富集形成的。 分选、沉积而富集形成的。 主要产地有吉林舒蓝水曲柳，广东清远， 福建同安、漳州等 。 2．高岭土矿石类型 按高岭土的质地、可塑性、 按高岭土的质地、可塑性、含砂量来划分 矿石类型， 矿石类型，即分为： （1）硬质高岭土 （2）软质高岭土 （3）砂性高岭土
高岭土的应用、 加工技术和发展前景
武汉理工大学
主要内容
一、高岭土矿床、矿石类型 高岭土矿床、 二、高岭土类矿物的基本特性 三、高岭土的应用和技术指标要求 四、高岭土加工技术 五、高岭土深加工技术 六、高岭土市场和发展前景
一、高岭土矿床、矿石类型 高岭土矿床、
1．高岭土矿床类型 按其地质特征可划分为六种成因类型。 按其地质特征可划分为六种成因类型。 （1）风化残积型高岭土 本类型高岭土矿床分布很广， 本类型高岭土矿床分布很广，主要分布在长江以 南，特别 是江西、湖南、湖北、广东、福建、广西。 是江西、湖南、湖北、广东、福建、广西。 这些风化原岩中的长石、 这些风化原岩中的长石、云母类矿物是生成高岭土 的主要矿 物，这些矿物在酸性水介质作用下，发Hale Waihona Puke Baidu生 这些矿物在酸性水介质作用下， 成高岭土类矿物的反应： 矿床根据风化程度不同分为：完全风化带、不完 矿床根据风化程度不同分为：完全风化带、 全风化带、半风化带、原岩。 全风化带、半风化带、原岩。 典型矿床有湖南界牌高岭土、福建龙岩高岭土、 典型矿床有湖南界牌高岭土、福建龙岩高岭土、江 西景德镇高岭村等。 西景德镇高岭村等。
② 粒径、粒径分布和粒子形状 粒径和粒径分 布是很重要的因素，它影响亮度、不透明度、 光泽度、粘度、平滑度和油墨的吸收性。 ③ 流变性 流变性与涂料的涂布机运转性密切 相关，是涂布颜料的一项极其重要的性能。 涂料流变性影响涂布纸产品的涂布量、平滑 度、道纹等。 ④ 磨耗 磨耗是指颜料中泥浆对铜网的磨损程 度，以铜网被磨去的重量来表示，基本单位 为 mg。颜料中的杂质（如石英、云母等）、 mg。颜料中的杂质（如石英、云母等）、 特性和粒子大小对磨耗有影响。为了得到低 磨耗的涂料，因而要求颜料颗粒的硬度要小， 砂石含量少。
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二、高岭土类矿物的基本特性
1．高岭土矿物成分 高岭土类矿物属于二八面体的1 高岭土类矿物属于二八面体的1 : 1型的层状硅酸盐 矿物。根据1 矿物。根据1 : 1型的高岭石单位层的排列方式不同， 型的高岭石单位层的排列方式不同， 将高岭土类矿物分类如下：
高岭石 地开石 珍珠石 多水高岭石（ 多水高岭石（7A°高岭石） 高岭石） 水合多水高岭石（10A 高岭石） 水合多水高岭石（10A°高岭石）
高岭石亚类 高岭土类矿物
多水高岭石亚类
2．高岭土类矿物的化学组成 高 岭 土 类 矿 物 的 理 想 化 学 成 分 有 SiO2 ， Al2O3 ，H2O。高岭石亚类SiO2 46.5%， Al2O3 高岭石亚类SiO 46. 39.5% ， H2O 14% 。 水 合 多 水 高 岭 石 SiO2 39. 14% 40.8%，Al2O3 40.8%，H2O 24.5%。 40. 40. 24. 3．高岭土类矿物晶体形态特征 结晶好的高岭石晶体呈规则的正六边形； 多水高岭石和水合多水高岭石则呈管状晶形。 多水高岭石和水合多水高岭石则呈管状晶形。 高岭土类矿物可以从差热分析，热重分析， 高岭土类矿物可以从差热分析，热重分析， X 射线衍射分析 ， 红外光谱 ， 电子显微镜进行 射线衍射分析， 红外光谱， 分析鉴定。 分析鉴定。