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高嶺土是一種非金屬礦產,高嶺土類礦物是由高嶺石、地開石、珍珠石、埃洛石等高嶺石簇礦物組成,主要礦物成分是高嶺石,因江西景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。
高嶺石屬于1:1型層狀硅酸鹽,三斜晶系,結晶單體為假六方板狀,也有部分呈書冊狀。高嶺石結晶集合體大多呈現(xiàn)為蠕蟲狀及手風琴狀,粒度介于 0.5~2nm 之間,少數(shù)蠕蟲狀集合體粒徑可能達到毫米級別。
高嶺土性質特點
高嶺土顏色多為白色,最高白度能達到95%以上,高嶺土的顏色隨著金屬含量或者有機質含量的不同略有變化,含F(xiàn)e2O3 時呈玫瑰紅色,褐黃色;含F(xiàn)e2+時呈淡藍色,淡綠色;含MnO2呈淡褐色;含有機質時則呈淡黃色、青色、灰色、黑色等。高嶺土多為隱晶質致密狀或土狀集合體。硬度2.0~3.5,比重2.60~2.63,熔點1780℃,絕緣性好。
高嶺土廣泛的用途與其優(yōu)良的理化性能是分不開的。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、很低的陽離子交換容量、較高的耐火度等理化性能。
中國高嶺土礦產資源排名世界前列,已探明267處礦產地,探明儲量29.10億噸。
我國六大高嶺土礦產地:
(1)湖南省衡陽縣界牌鎮(zhèn)礦產資源豐富。高嶺土、納長石、鉀長石、石英石儲量達2億噸,現(xiàn)有采礦及礦產品加工企業(yè)近40家。大牌嶺礦區(qū)(以高嶺土礦為主)單礦蘊藏量雄居亞洲之冠達8000萬噸。全鎮(zhèn)年采礦量在50萬噸以上,供應全國數(shù)百家陶瓷廠。
(2)廣東茂名地區(qū)高嶺土,茂名盆地內高嶺土礦屬沉積巖風化殘積亞型礦床,其石英等砂質含量大于50%,故稱為砂質高嶺土礦。茂名高嶺土從成因上說經(jīng)過風化殘積——搬運自磨;——再風化三個階段,高嶺土風化完全,晶片以單片狀為主,粒度細。主要為造紙涂料原料。
(3)福建龍巖高嶺土,屬風化殘余型高嶺土礦床。由于含鐵量低于0.3%,鈦低于0.02%,并含有一定量低溫溶劑元素(Li2O)是電瓷、高檔日用、美術瓷的理想原料。
(4)蘇州陽山高嶺土,該礦床為熱液蝕變型高嶺土。質地純凈的蘇州陽山泥,其化學成分十分接近高嶺石的理論成分,Al2O3含量可高達39.0%左右,顏色潔白、顆粒細膩。主要用于催化劑載體及化工原料。
(5)廣西合浦高嶺土:屬風化殘余型高嶺土礦床。主要用于建筑陶瓷原料。
(6)北方煤系高嶺土:為沉積型高嶺巖,主要分布于我國產煤區(qū)域,可用于建筑、涂料、油漆及造紙涂料——煤系土。
上述6大產區(qū)產量約占中國80%以上,在資源類型方面也有主要的代表性。
高嶺土的應用領域
1造紙工業(yè)
高嶺石粘土粒度小,剝離后具有良好的鱗片和片狀形態(tài),片徑與厚度比例大,化學性質穩(wěn)定,所以在造紙行業(yè)中廣泛使用,可以用作造紙?zhí)盍虾图垙埻繉右蕴岣呒垙埖墓鉂啥取⒊涮罴垙埨w維之間的空隙、提高不透明度等。
▲高嶺土是造紙工業(yè)不可缺少的原料
2陶瓷工業(yè)
陶瓷工業(yè)是高嶺土的主要應用領域,能夠達到20-30%。高嶺土在燒制陶瓷的過程中,通過分解莫來石形成胚體框架,此過程使陶瓷坯體不容易走樣變性,同時使燒成溫度范圍變寬,并且提高陶瓷的白度。
▲高嶺土在陶瓷工業(yè)中廣泛、大量應用
3耐火材料
高嶺土具有良好的耐火性,常用來生產耐火材料,其制品能在高溫下承受負荷而不變形。主要的耐火材料制品有耐火磚、硅鋁棉兩類。某些帶色的高嶺土,不能用于陶瓷和造紙,卻是耐火材料的好原料。
▲高嶺土可用于制備硅鋁棉耐火制品
4涂料工業(yè)
高嶺土由于其色白、價廉、流動性好、化學性質穩(wěn)定、表面陽離子交換量大,很早就被用作涂料和油漆的填料,可用于改善涂料的涂刷性、涂料體系儲存穩(wěn)定性、涂層的抗吸潮性等。
▲高嶺土可適應各類涂料體系
5橡膠工業(yè)
高嶺土填充到橡膠的膠體混合物中??梢栽鰪娤鹉z的化學穩(wěn)定性、耐磨性和機械強度,延長硬化時間,還可以改善橡膠的流變性、混煉性、硫化性,提高未硫化制品的粘稠度,防止其凹陷、塌軟、下垂、變形、扁管等。
▲高嶺土影響橡膠制品的綜合性能
6電纜工業(yè)
生產高絕緣性能電纜無疑需要超量加入電性能改良劑。而高嶺土則是能制成電性能改良劑極好的產品。高嶺土經(jīng)適當溫度煅燒后有極高的電阻率,不同煅燒溫度的高嶺土空隙率不一樣,空隙對電纜材料中一些較活潑的有害成份有一定的吸附作用,能提高電纜絕緣性。
▲高嶺土可用于絕緣電纜
7化妝品及醫(yī)藥
高嶺土主要成分為含水硅酸鋁,對皮膚的黏附性能好,有抑制皮脂及吸汗的性能,在化妝品中可與滑石粉配合使用。在醫(yī)藥領域高嶺土具有較好的生物相容性,經(jīng)過插層擴大層間距,可為藥物分子提供新的活性位點,促進藥物進入層間,實現(xiàn)藥物的裝載與釋放。
▲高嶺土在化妝品中用途廣泛
層狀硅酸鹽(合成水滑石、系列蒙脫石、高嶺石)黏土礦物在體外止血過程中不釋放熱量,且凝血特性廣泛,兼有價格低廉,穩(wěn)定無毒的特性,還可作為新型凝血劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)商品沸石基止血劑。
8在水處理和環(huán)保工程中的應用
天然的二維層狀結構使得高嶺土具有較大的比表面積和較好的吸附性能,經(jīng)過改性作為一種優(yōu)質的吸附劑,對有機污染物、重金屬和水體懸浮物等環(huán)境污染問題的解決具有深遠的意義。