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    行業(yè)新聞industry

    高嶺土的分類(lèi)及性能特點(diǎn)

    發(fā)布時(shí)間:2020-07-03   瀏覽量:15629 返回

          高嶺土是以高嶺土亞族礦物為主要成分的軟質(zhì)黏土,主要由高嶺石礦物組成。

          自然界,組成高嶺土的礦物有黏土礦物和非黏土礦物兩類(lèi):

    黏土礦物主要是高嶺土族礦物,其次是綠泥石、蒙脫石和水云母;

    非黏土礦物主要為石英、長(cháng)石和云母以及鋁的氧化物和氫氧化物(水鋁英石和伊利石)、鐵礦物(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、白鐵礦和菱鐵礦)、鐵的氧化物(鈦鐵礦、金紅石等)、有機物(植物纖維、有機泥炭及煤)等。

    1、高嶺土的分類(lèi)

    自然產(chǎn)出的高嶺土礦石,根據其成因、質(zhì)量、可塑性和砂質(zhì)(石英、長(cháng)石、云母等礦物,粒徑大于50μm)的含量,可劃分為硬質(zhì)高嶺巖、軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土3種工業(yè)類(lèi)型:

    硬質(zhì)高嶺巖:高嶺土巖,包括大量的以煤層的頂板、底板、夾矸形式產(chǎn)出或賦存于距煤層較近的所謂煤系高嶺巖,由于含有有機質(zhì)及雜質(zhì)而呈黑灰、褐、淡綠、灰綠等色,致密塊狀或砂狀,瓷狀斷口或似貝殼狀斷口,無(wú)光澤至蠟狀光澤,條痕灰色-白色,硬度3-4,粉碎細磨后才有可塑性。

    軟質(zhì)高嶺土:土狀高嶺土,質(zhì)軟,可塑性一般較強,砂質(zhì)含量<50%。

    砂質(zhì)高嶺土:質(zhì)松軟,可塑性一般較弱,除砂后較強,砂質(zhì)含量≥50%。

    2、高嶺土的性能特點(diǎn)

    高嶺土廣泛的用途與其優(yōu)良的理化性能是分不開(kāi)的。質(zhì)純的高嶺土具有白度高、質(zhì)軟易分散懸浮于水中,良好的可塑性和高的黏結性、優(yōu)良的電絕緣性能以及良好的抗酸溶性、很低的陽(yáng)離子交換容量、較高的耐火度等理化性能。

    (1)顏色

    白色或近于白色,最高白度大于95%。

    (2)硬度

    軟質(zhì)高嶺土硬度一般為1-2,硬質(zhì)高嶺土的有時(shí)達3-4。

    (3)粒度及顆粒形態(tài)

    高嶺土的粒度分布通常為0.2-5μm,粒度對其可塑性、泥漿黏度、離子交換量、成形性、干燥性、燒結等性能均有影響。一般高嶺土粒度越細,可塑性越好,干燥強度越高,易于燒結,燒后氣孔率低,機械強度高。

    許多行業(yè)和領(lǐng)域對高嶺土的粒度有特殊的要求。如作為紙張涂布、高光澤油漆、油墨、特種陶瓷和橡膠用的高嶺土,其粒度小于2μm的部分不應低于80%。

    高嶺土顆粒形態(tài)對其應用價(jià)值也十分重要,如生產(chǎn)銅版紙所需的涂布級高嶺土必須是片狀的。

    (4)可塑性

    可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成形工藝的基礎,也是重要的工業(yè)技術(shù)指標。高嶺土具有良好的成型、干燥和燒結性能。

    影響高嶺土可塑性的因素主要有:

    粒度:高嶺土粒度越細,分散度越大,比表面積越大,則可塑性越好。

    陽(yáng)離子交換能力:高嶺土的陽(yáng)離子交換容量越大,可塑性越好。

    顆粒形態(tài):高嶺土顆粒的形狀若是薄片狀,則易于結合和相對滑動(dòng),比板狀、柱狀等其他形狀的顆粒具有更高的可塑性。

    雜質(zhì)含量:高嶺土中若含有石英、長(cháng)石等碎屑礦物雜質(zhì)時(shí),將降低可塑性;含蒙脫石、水鋁英石或有機物時(shí)將提高可塑性。一般情況下,高嶺土具中、低可塑性,比蒙脫石的可塑性低。當高嶺土被加熱至400-700℃時(shí),可塑性將消失。

    (5)燒結性

    高嶺土的燒結性是制造陶瓷產(chǎn)品所必須具備的重要工藝性質(zhì)之一。所謂燒結性是指當物體被加熱到一定溫度后,由于易熔物產(chǎn)生的液相充填在未熔顆粒之間的空隙中,靠其表面張力使氣孔率下降、密度提高、體積收縮,從而變得致密、堅硬的性能。當氣孔率下降到最低值、密度達到最大值時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為燒結狀態(tài),此時(shí),對應的溫度稱(chēng)為燒結溫度。

    影響高嶺土燒結的因素很多,主要與陶瓷制作過(guò)程以及泥坯中其他礦物的含量有關(guān):

    從礦物成分看,伊利石、蒙脫石比高嶺土易于燒結;

    從化學(xué)成分上看,堿性氧化物多、游離SiO2少的泥坯易于燒結;

    從陶瓷生產(chǎn)的角度看,希望燒結溫度低、燒結范圍寬,這樣一方面節能,另一方面便于操作控制。

    通常對高嶺土的燒結溫度范圍為1000-1500℃,在工藝上可以摻配助熔劑或采用白土類(lèi)型的高嶺土按比例摻配的辦法來(lái)控制燒結溫度和燒結范圍。

    (6)分散性

    高嶺土在水中易分散、懸浮,能形成穩定性良好的懸浮液。

    (7)電絕緣性

    高嶺土具有優(yōu)良的電絕緣性能,200℃時(shí)電阻率大于1010Ω·cm,可用于電纜填料。

    (8)化學(xué)穩定性

    化學(xué)穩定性是礦物材料用作填料的主要性能指標之一,高嶺土具有較強的化學(xué)穩定性和一定的耐酸堿能力。

    (9)陽(yáng)離子交換量(CEC)

    高嶺土的陽(yáng)離子交換量一般為0.03-0.05mmol/g。

    (10)耐火度

    高嶺土的化學(xué)成分為Al2O3和SiO2,所以具有優(yōu)良的耐火性能,耐火度為1770-1790℃。當高嶺土中含有水云母、長(cháng)石等礦物時(shí),會(huì )降低其耐火度。一般隨Al2O3含量的增加,耐火度增高;隨堿性氧化物、鐵的氧化物的含量增加,耐火度降低。

    (11)與有機質(zhì)相互作用

    高嶺土可與許多極性有機分子,如甲酰胺(HCONH2)、乙酰胺(CH3CONH2)、尿素(NH2CONH2)等相互作用產(chǎn)生高嶺土-極性有機分子嵌合復合體。有機分子可進(jìn)人層間域,并與結構層兩表面以氫鍵相聯(lián)結。其結果一是使高嶺土的結構單元層厚度增大;二是改變了高嶺土的表面性質(zhì),如親水性等。

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