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| 高岭石 |
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| 高岭石 |
高岭石属于粘土矿物,其化学组成为Al4[Si4O10]·(OH)2,晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体。白或浅灰、浅绿、浅黄、浅红等颜色,条痕白色,土状光泽。摩氏硬度2-2.5,比重2.6-2.63。吸水性强,和水具有可塑性,粘舌,干土块具粗糙感。
高岭石是组成高岭土的主要矿物,常见于岩浆岩和变质岩的风化壳中。中国高岭石的著名产地有江西景德镇、江苏苏州、河北唐山、湖南醴陵等。世界其它著名产地有英国的康沃尔和德文、法国的伊里埃、美国的佐治亚等。高岭石是陶瓷的主要原料,在其它工业中也有广泛使用。
理论组成(wB%):Al2O341.2,SiO248.0,H2O10.8。成分常较简单,只有少量Mg、Fe、Cr、Cu等代替八面体中的Al。Al、Fe代替Si数量通常很低。碱和碱土金属元素多是机械混入物。由于晶格边缘化学键不平衡,可引起少量阳离子交换。
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| 高岭石 |
实际结构中,由于“氢氧铝石”片的变形以及大小(a0=0.506nm,b0=0.862nm)与硅氧四面体片的大小(a0=0.514nm,b0=0.893nm)不完全相同,因此,四面体片中的四面体必须经过轻度的相对转动和翘曲才能与变形的“氢氧铝石”片相适应。高岭石中结构层的堆积方式是相邻的结构层沿a轴相互错开1/3a,并存在不同角度的旋转。所以,高岭石存在着不同的多型。最常见的多型是1Tc,其次有迪开石(dickite)和珍珠石(nacrite),而1M多型少见。通常所说的高岭石是指1Tc高岭石。
上述高岭石结构层在堆叠过程中,如果在层间域内充填一层水分子,则形成埃洛石Al4[Si4O10](OH)8•4H2O。在埃洛石的晶体结构中,由于层间水分子的存在,破坏了原来较强的氢键连结系统,硅氧四面体片与“氢氧铝石”片之间的差异通过卷曲才能得以克服,从而使埃洛石呈四面体片居外、八面体片居内的结构单元层的卷曲结构形态出现。因此,埃洛石的结构可视为被水分子层隔开的高岭石结构,c0=1.01nm。
多呈隐晶质致密块状或土状集合体。电镜下呈自形六方板状、半自形或它形片状晶体。鳞片大小一般为0.2~5μm,厚度0.05~2μm。有序度高的2M1高岭石鳞片可达0.1~0.5mm,有序度最高的2M2高岭石鳞片可达5mm。集合体通常为片状、鳞片状、放射状等。
纯者白色,因含杂质可染成其它颜色。集合体光泽暗淡或呈蜡状。具极完全解理,硬度2.0~3.5,相对密度2.60~2.63。致密块体具粗糙感,干燥时具吸水性,湿态具可塑性,但加水不膨胀。
偏光镜下:无色。细鳞片状。二轴晶(-)。2V=10~57。Np=1.560~1.570,Nm=1.559~1.569,Np=1.533~1.565。
高岭石分布很广,主要是由富铝硅酸盐在酸性介质条件下,经风化作用或低温热液交代变化的产物。在低温热液作用下,当含CO2的酸性水溶液作用于不含碱的铝硅酸盐和硅酸盐时,可引起高岭石化作用,形成的高岭石常依长石、云母、黄玉等成假象。
致密土状块体易捏碎成粉末、粘舌、加水具可塑性。灼烧后与硝酸钴作用呈蓝色反应(Al)。高岭石及其多型可用X射线衍射和热分析加以区分。埃洛石与高岭石的不同点是在100~200℃范围存在着明显的吸热效应,即相当于脱去层间水。
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技术特点与应用领域:纳米高岭石涂料颗粒细、白度高、分散性好、化学稳定性好、耐洗刷性可提高1000倍,无毒无害,具有自洁性、抗沾污性、抗老化性、透气性,杀菌和防霉能力强,流变性、涂刷性、弹性好(可防止裂纹产生),质感细腻。另外,还可以制成不同用途的特种纳米涂料,如抗紫外线涂料、隐身涂料等。纳米高岭石还可用于造纸、环保、纺织、高档化妆品、高温耐火材料的制造。希望寻求合作伙伴进行纳米涂料、陶瓷、造纸、涂层的研究和生产,申报国家专利,并与中外企业、公司合作建立股份有限公司,将产品打入国内、外市场,创造显著的经济效益。
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| 高岭石结构示意图 |
据历史文献记载,景德镇高岭村一带的粘土在清初开采极盛,至光绪年间始渐衰落,并以洁白、细腻而闻名开世,为制坯不可缺少的原料。于是当镇上瓷工遂沿用村名"高岭"名之,以便与他处所产瓷土区别。后又引伸之,凡与高岭地方所产的高岭土有相同产状和用途者,皆称高岭,如星子高岭、抚州高岭等。高岭英文读作"Kaoling",后德国学者李希霍芬(Richthofen)按音译成"Kao-lin",介绍于欧美矿物学界,经一百多年广泛采用,遂成世界通用之名称。法国传教士昂特柯莱,在1712年一份著名的书简中向欧洲专门介绍过高岭山上瓷土的特点,该文对全世界的瓷器制造业产生过深远的影响,于是高岭土在欧洲逐渐得名,并成为该类瓷土在国际上的通用名词。中国是世界上最早发现和利用高岭土的国家。远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶,就是以高岭土制成。江西景德镇生产的瓷器名扬中外,历来有"白如玉、明如镜、薄如纸、声如罄"的美誉。现在国际上通用的高岭土学名--Kaolin,就是来源于景德镇东郊的高岭村边的高岭山。
一般高岭土原矿中含有少量蒙脱石、伊利石、水铝英石、以及石英、云母、黄铁矿、方解石、有机质等杂质。经过手选或精制加工后高岭土可达到高岭石的理论组成。其理论组成是:SiO246.54%、Al2O339.5%、H2O13.96%。纯净高岭土外观呈白色或浅灰色。含杂质时呈黄、灰、青、玫瑰等色。原矿呈致密块状或疏松土状,质软,有滑腻感,硬度小于指甲。比重2。4~2。6。干燥后粘舌有吸润性。耐火度高,可达1770~1790℃。中、低可塑性,具良好的绝缘性和化学稳定性。煅烧白度高,达60~90%不等。主要用来制作日用陶瓷、工业陶瓷、建筑卫生陶瓷与耐火材料。也作为造纸、橡胶和塑料制品、油漆、纺织等的充填料或白色颜料。高岭土按成因可分为原生与次生高岭土二种。中国著名产地是江西景德镇、江苏苏州及湖南南界牌、山西大同等地。
1、http://www.cug.edu.cn/new/ReadNews.asp?NewsID=945
2、http://www.qqscw.com/page/200611/18460.htm
3、http://digitalne.nju.edu.cn/museum/rock/sedimentary/mudstone/type.htm
位网民共同编写而成。共计




