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煅燒高嶺土發布日期:2016-04-22

高嶺土是一種無機非金屬的混合物，煅燒高嶺土就是將高嶺土在煅燒爐中燒結到一定的溫度和時間，使其的物理化學性能產生一定的變化，以滿足一定的要求。
       煅燒高嶺土與未煅燒高嶺土相比，低溫煅燒高嶺土的結合水含量減少，二氧化硅和三氧化鋁含量均增大，活性點增加，結構發生變化，粒徑較小且均勻，與未煅燒高嶺土填充NR膠料相比，低溫煅燒高嶺土填充NR膠料的硫化特性曲線基本一致，紹爾A型硬度不變，拉伸強度提高，兩者的物理性能均達到運動鞋非透明鞋底行業標準的要求。
       日前陶瓷、橡膠、塑料、人造革、自水泥、耐火材料、化學等工業以及農業毋有廣泛應用。隨著對高蛉土選礦工藝的進一步提高，高嶺土的應用范圍將日趨廣泛。煤田地質系統備單位，可以從實際情況出發，立足于煤系地層中高嶺土資源及市場需求。高嶺土是自然界中普遍存在的一種非金屬礦，過去一般用于生產陶瓷，耐火材料以及少量摻入塑料，橡膠中怍填料。隨著國民經濟各領域的日益發展，人們越來越重視高嶺土的深度加工，因為這樣不僅可以獲取新的具有特殊性能的材料，而且還可提高經濟效益。對高嶺土進行深加工舳方法之一，即將巳淘洗和韌步烘干磨耪的高嶺土進一步加熱，焙燒，脫水，使其變成偏高嶺土，用作塑料電纜科的填料，以提高電纜包皮的絕緣性能。常用的鞋類橡膠填充劑主要有有機填充劑和無機填充劑兩種，前者包括再生膠和回收料等，后者包括白炭黑、碳酸鈣、鈦白粉、碳酸鎂、氧化鎂、炭黑和鋅氧粉等。高嶺土是近幾年開發的一種新型橡膠制品填充劑。
       但是在高嶺土的所有應用都必須的經過加工成為細粉，才能加入到其他材料中，完全融合

高嶺土礦物簡介：
1、礦物簡介
       高嶺土是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土或粘土巖。高嶺石因首先發現于中國江西景德鎮的高嶺山而得名。高嶺石族粘土礦物包括高嶺石、埃洛石、地開石、珍珠陶土等。
       中國高嶺土資源豐富，礦床分布廣泛，全國有16個省都有產出，但主要分布在東南沿海一帶。華東、中南地區探明儲量為全國總儲量的80%，其中以江蘇、浙江、福建、江西、湖南、廣東等省為主，在四川、貴州、云南、河北及遼寧等省也有分布。全國包括陶瓷粘土在內高嶺土礦床共有200多處；但大型礦床較少，多為中小型。主要礦床有：江蘇蘇州、四川敘永、遼寧丹東、浙江溫州、廣東潮安、茂名、湛江、福建永春、閩清、同安、湖南醴陵、衡陽、衡山、山西大同、內蒙、江西景德鎮、陜西洛南，山東淄博以及西藏羊八井等礦床。
       中國高嶺土礦床成因類型較多，其中風化型礦床主要分布在廣東，四川等地，沉積型高嶺土礦床主要分布在山西、內蒙、河北、福建、廣西、廣東等地，熱液蝕變型礦床主要分布在江西等地。中國北方所產高嶺土多屬沉積型礦床，南方所產高嶺土多屬風化殘積型及熱液蝕變型。此外在北方、南方都有風化淋濾型及第四紀沉積型高嶺土礦床的分布。高嶺土礦成礦時代多為中、新生代，礦石類型主要為埃洛石型。今后，高嶺土的地質工作，應加強對優質資源的探查。
       煤系高嶺土是近十幾年來新發現的一種與煤共生的礦床，實際上是一種單礦物的硬質巖石，高嶺石含量可達95％以上，通常稱為煤系高嶺巖，一般賦存于煤層的夾矸或頂底板，或呈獨立的礦床存在。煤系高嶺巖由于含有大量的有機質，通常呈現黑色、灰黑色或灰色，經過粉碎、超細粉碎、剝片、煅燒等加工工藝，可生產出白度高達90～95％的不同粒度的煅燒高嶺土，可用于造紙、涂料、油墨、絕緣電纜橡膠或塑料，也可作為生產分子篩和聚合氯化鋁或硫酸鋁的原料。
       我國煤系高嶺巖主要分布在煤炭資源豐富的華北地區，特別是在山西省和內蒙自治區，以及河南、河北、陜西、寧夏等地。探明儲量16多億噸，總資源量估計有幾百億噸。

2、性質結構
       高嶺石的化學式為Al₄〔Si₄O₁₀〕(OH)₈，其理論化學成分為：Al₂O₃39.5%、SiO₂46.54%、H₂O 13.96%。高嶺石屬1：1層型的二八面體層狀鋁硅酸鹽礦物，其結構單元層由一層硅氧四面體和一層鋁氧八面體組成（見圖1），結構單元層厚度d(001)=0.715nm,單斜或三斜晶系。由于堆疊中結構單元層間的位移，便構成了不同的多型。高嶺石是一層重復的多型，兩層重復和六層重復的多型分別稱為地開石和珍珠石。結晶良好的高嶺石為有序結構，一般呈假六方片狀晶體。結晶度差的多為b軸無序的高嶺石，一般呈不規則片狀。
       高嶺土粒度細小，粒徑一般在0.5～5µm。常呈隱晶質致密塊狀、土狀集合體產出。晶體常呈假六方片狀、不規則片狀晶形，埃洛石呈管狀。高嶺石集合體成蠕蟲狀和書本狀形態。純凈者白色，白度可達90％以上；含鐵、鈦雜質高者可呈黃色、褐色、淺紅色等，含有機質多者則成灰色、灰黑色或黑色。光澤暗淡，土狀光澤或無光澤，硬度2～2.5。軟質高嶺土易成粉末，具可塑性，易分散、懸��；硬質高嶺巖呈塊狀、不具可塑性。密度2.60～2.63g/cm³。

圖1 高嶺石晶體結構

高嶺土化學性能穩定，抗酸溶性良好，陽離子交換容量很低，耐火度、電阻、擊穿電壓較高，成型、干燥、燒結性能及燒成白度良好。高嶺石族礦物的典型性質可見表1

表1 高嶺石族礦物的典型性質

礦物名稱	化學式	化學組成，%			莫氏硬度	密度 g/cm³	顏色
礦物名稱	化學式	Al₂O₃	SiO₂	H₂O	莫氏硬度	密度 g/cm³	顏色
高嶺石	Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈	39.50	46.54	13.96	2～2.5	2.609	白、灰白、帶黃、帶紅
珍珠石	Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈	39.50	46.54	13.96	2.5～3	2.581	藍白、黃白
地開石	Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈	39.50	46.54	13.80	2.5～3	2.589	白
7Å埃洛石	Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈4H₂O	34.66	40.9	24.44	1～2	2.0	白、灰綠、黃、藍、紅

        組成高嶺土的礦物有粘土礦物和非粘土礦物二類。粘土礦物主要是高嶺石族礦物，其次是水云母、蒙脫石和綠泥石。非粘土礦物主要為石英、長石和云母以及鋁的氧化物和氫氧化物、鐵礦物（褐鐵礦、白鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦）、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。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物。
       質純的高嶺土具有白度高、質軟易分散懸浮于水中，良好的可塑性和高的粘結性、優良的電絕緣性能以及良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換容量、較高的耐火度等理化性能（見表2）。
       自然產出的高嶺土礦石，根據其成因、質量、可塑性和砂質（石英、長石、云母等礦物粒徑>50mm）的含量，可劃分為硬質高嶺巖（土）、軟質高嶺土和砂質高嶺土三種工業類型。它們的特征列于表3。硬質高嶺巖（土）包括大量的以煤層的頂板、底板、夾矸形式產出或賦存于距煤層較近的所謂煤系高嶺巖（土）。這種高嶺巖（土）由于含有有機質及雜質而呈黑灰、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，無光澤至臘狀光澤，條痕灰色—白色，硬度3左右。

表2 高嶺土的理化性能

項目		指標
物理性能	顏色	白色或近于白色,最高白度>95%
	硬度	1～2,有時達3～4
	可塑性	良好的成型、干燥和燒結性能
	分散性	易分散、懸浮
	電絕緣性	200°C時電阻率>10¹⁰W.cm，頻率50Hz時擊穿電壓>25kV/mm
化學性能	化學穩定性	抗酸溶性好
	陽離子交換量	一般3～5mg/100g
	耐火度	1770～1790°C

表3 高嶺土礦石類型及特征

類型	礦石特征
硬質高嶺土（高嶺石巖）	質硬（莫氏硬度3～4）無可塑性，粉碎細磨后才有可塑性
軟質高嶺土（土狀高嶺土）	質軟，可塑性一般較強，砂質含量<50%
砂質高嶺土	質松軟，可塑性一般較弱，除砂后較強，砂質含量³50%

3、用途作用
高嶺土的可塑性、粘結性、一定的干燥強度、燒結性及燒后白度等特殊性能，使其成為陶瓷生產的主要原料；片狀粒形潔白、柔軟、高度分散性、吸附性和化學穩定性等優良工藝性能，使其在造紙工業上得到廣泛的應用。此外，煅燒高嶺土在橡膠、塑料、涂料、化工、石油精煉、耐火材料、農藥、航空航天等領域也有廣泛應用。表4為高嶺土的主要用途。

表4 高嶺土的主要用途

應用領域	主要用途
陶瓷工業	日用陶瓷、建筑衛生陶瓷、電瓷、化工耐腐蝕陶瓷、工藝美術陶瓷、特種陶瓷等
造紙工業	紙張的填料，銅板紙、涂布白紙板、涂布紙等的涂料或顏料
涂料工業	涂料的填料和顏料
耐火材料及水泥	光學玻璃和玻璃纖維用坩鍋、耐火磚、匣缽、耐火泥、白水泥等
塑料、橡膠、電纜	橡膠、塑料的填料，電纜的絕緣填料
石油化工	石油裂解催化劑、分子篩、吸附劑等
醫藥、輕工	吸附劑、醫藥涂層、添加劑、漂白劑、化妝品、鉛筆、顏料等
農業	化肥、農藥、殺蟲劑等載體

高嶺土的應用領域不同，對其質量要求也不同。在化學成分方面，造紙涂料、無線電瓷、耐火坩鍋、石化載體等要求高嶺土Al₂O₃和SiO₂的含量接近高嶺石的理論值；日用陶瓷、建筑衛生陶瓷、白水泥橡塑填料等對高嶺土的Al₂O₃含量的要求可適當放低，SiO₂的含量可酌情高些。電纜填料不僅要求高嶺土的純度要高，而且對其體積電阻率有較高要求。對Fe₂O₃、TiO₂、SO₃等有害成分,也有不同的許含量要求, CaO、MgO、K₂O、Na₂O的含量允許值，不同用途也不盡相同。在物理性能方面，各應用領域要求的側重點更為明顯。造紙涂料主要要求高的白度、低的粘濃度及細的粒度；陶瓷工業要求良好的可塑性、成型性能和燒成白度；耐火材料要求較高的耐火度，搪瓷工業要求良好的懸浮性等。

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