高嶺土的礦物成分復雜,主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等組成。高嶺土因其獨特的物理和化學性質,在多個工業領域有著廣泛的應用。
高嶺土的分類
高嶺土的分類方式有多種,根據成因、質量、可塑性以及砂質含量等因素可以分為硬質高嶺巖(煤系高嶺土)、軟質高嶺土、砂質高嶺土等。此外,根據加工方法的不同,高嶺土產品還可以分為水洗高嶺土和煅燒高嶺土。
硬質高嶺巖(煤系高嶺土)
硬質高嶺巖通常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。由于含有有機質及雜質,其顏色多樣,如黑灰、褐、淡綠、灰綠等。它通常呈致密塊狀或砂狀,瓷狀斷口或似貝殼狀斷口,無光澤至蠟狀光澤,條痕為灰色至白色,硬度為3-4。
硬質高嶺巖多伴隨煤礦共生,如山西、內蒙古等北方地區資源豐富。這類高嶺土在粉碎細磨后才具有可塑性,主要用于涂料級超細高白煅燒高嶺土的生產。
軟質高嶺土
軟質高嶺土呈土狀,質軟,可塑性一般較強,砂質含量小于50%。我國軟質高嶺土主要集中在廣東茂名、廣西北海等地。經水洗后,這類高嶺土可用于造紙領域。
砂質高嶺土
砂質高嶺土質松軟,可塑性一般較弱,但除砂后塑性會增強。其砂質含量大于或等于50%。我國高嶺土礦石類型以砂質高嶺土為主,大約占總儲量的60%以上,主要分布在廣西合浦縣、廣東茂名和福建龍巖。但品位較低,水洗后主要用于陶瓷和磚瓦等領域。
水洗高嶺土
軟質高嶺土和砂質高嶺土一般需要經過水洗(即濕法選礦)處理。水洗工藝包括搗漿、分級等步驟,有時還需要進行高梯度磁選、化學漂白、浮選和選擇性絮凝等以獲取優質或高品質的高嶺土。
煅燒高嶺土
硬質高嶺巖(煤系高嶺土)顏色多為黑色、灰色,無法直接利用。煅燒是煤系高嶺土最常見的加工方法,可以去除其中的有機質,得到高白度、高質量的高嶺土產品。煅燒高嶺土以其獨特的性能和優勢,被廣泛應用于油漆、涂料、造紙、橡膠和塑料制品、電纜、陶瓷等行業。
不同類型高嶺土的特性
顏色與白度
質純的高嶺土通常呈白色或近于白色,最高白度可大于95%。顏色變化通常與其所含的金屬氧化物或有機質有關,如含Fe2O3會呈現玫瑰紅、褐黃色;含有機質則可能呈現淡黃、灰、青、黑等色。
硬度
軟質高嶺土的硬度一般為1-2,硬質高嶺土的硬度可達3-4。
粒度及顆粒形態
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。
可塑性
可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成形工藝的基礎,也是重要的工業技術指標。高嶺土與水結合形成的泥料,在外力作用下能夠變形,并在外力除去后保持這種形變。
燒結性
高嶺土的燒結性是制造陶瓷產品所必須具備的重要工藝性質之一。燒結是指物體被加熱到一定溫度后,由于易熔物產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。
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。
耐火性
質純的高嶺土具有較高的耐火度,這一特性使其在耐火材料領域有廣泛應用。