高岭土的组成性质及应用.doc

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1、《结晶矿物岩石学》课程论文10《结晶矿物岩石学》课程论文摘要：高岭土是一种天然矿物，在我国有丰富的储藏，现已探明地质储量约30亿吨，主要分布在粤、桂、赣、闽、苏等地区。其结构是由一层Si-O四面体和一层Al-O八面体通过氧原子的共享交错堆积而成，化学分子式为Al2O3·2SiO2·2H2O。质纯的高岭土具有白度和亮度高,质软(硬度1~2.5),强吸水性,易于分散悬浮于水中,良好的可塑性和高的粘结性,优良的电绝缘性,良好的抗酸碱性,强离子吸附性和弱阳离子交换性质以及良好的烧结性和较高的耐火度(约1800℃)等性能,使其成为陶

2、瓷生产的主要原料。洁白、柔软、高度分散性、吸附性及化学惰性,使其在造纸、橡胶、塑料等工业部门广泛应用。高岭土还广泛应用于耐火材料、石油化工、农业、国防尖端技术等领域,此外,高档化妆品粉料、洗涤剂助剂和污水净化剂的材料亦可由高岭土产品加工制备出来。本文主要介绍了高岭土的组成、性质及其应用并主要介绍高岭土在无机方向应用。关键词：高岭土组成工艺特性应用10《结晶矿物岩石学》课程论文1高岭土矿物的基本结构与分类1.1矿物基本结构高岭土是具有岩石含义的名称，它是主要由高岭土类矿物组成的一种重要的粘土。高岭土是1∶1型层状八面体硅酸盐

3、矿物，基本组成单元是硅氧四面体和铝氧八面体，硅氧四面体以共用顶角方式沿着平面二维方向结成呈六方排列的网格层，各个硅氧四面体未共用的尖顶氧皆朝向一边。硅氧四面体以共用边棱的方式沿着平面二维方向连结成层[1]。铝氧八面体中有4个氧原子被羟基取代，内外羟基比为1∶3，属三斜晶系。高岭土的结构式为2SiO2·Al2O3·2H2O，理论化学组成为46.54%的SiO2，39.5%的Al2O3和13.96%的H2O。高岭土层间由氢键和范德华力连结在一起，单位构造高度为0.713～0.715nm，比表面积、孔隙率和吸附容量都不大，比表面

4、积、孔隙率和吸附容量都不大，阳离子的交换容量只有3～15mmol（Z.100g）。高岭土高岭土矿石1.2矿物的分类高岭土的矿石类型可根据高岭土矿石的质地、可塑性和砂质的含量划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型：硬质高岭土质硬，无可塑性，粉碎、细磨后具可塑性；软质高岭土质软，可塑性一般较强，砂质含量小于50％：砂质高岭土质松散，可塑性一般较弱，除砂后较强，砂质含量大于50％。2高岭土工艺特性[2]2.1白度和亮度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

5、料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000Å10《结晶矿物岩石学》课程论文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%)。亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570Å波长光照射下的白度。高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+

6、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。2.2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。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标

7、准之一。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%。2.3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，

8、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。高岭土的可塑性可分为四级：（1）强可塑性>153.6；（2）中可塑性7—152.5—3.6；（3）弱可塑性1—7<2.5；（4）非可塑性<1。2.4结合性结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥