Применение в строительстве каолинита

Каолин из глины

Каолин – это гидратизированный алюминиевый силикат каолинита (глины), имеет вид порошка белого цвета с частицами в форме пластинок.

Наименование этого вещества произошло от того, как называлась местность, в которой его обнаружили первый раз (в Китае).

Каолиновые пластинки в природной среде представляют собой «книги» или «стопки». Частица этого вещества представляет собой как поверхность, содержащую кислород, так и гидроксильную поверхность, поэтому она хорошо соединяется с соседними частицами. Поэтому работа по расщеплению слоев каолина сложнее, чем та же работа для иных плоских наполнителей, содержащих силикаты (слюда и тальк). Каолин хорошо водорастворим, для его безводного использования соединение с матрицей становится лучше с помощью поверхностной обработки.

Так как каолин является материалом с тонким рассеиванием частиц, он слоистый и химически инертный, то пригоден для того, чтобы быть функциональным наполнителем краски. У каолина слабокислый или нейтральный водородный показатель (рН) дисперсии воды (десять процентов), и его поставляют с указанным распределением частичек по размерам.

Каолин используется в промышленности, производящей лаки и краски, в качестве наполнителя (омывается от минеральных примесей слюды, хлорита, кварца). Это вещество с плоской структурой используется в покрытиях больше для визуального, а не для физического свойства, поддается смачиванию неполярными органическими жидкими веществами и обычной водой. Обработка каолина для получения наполнителя для лакокрасочных материалов проходит следующие стадии: дробление, измельчение, обогащение, классификация.

Этот наполнитель является компонентом многих промышленных продуктов:

Месторождения каолина

Каолин добывают на нескольких месторождениях, а именно:

Марки каолина

Существующие марки каолина:

Есть еще марки каолина с покрытием из диспергаторов, чтобы улучшить водное растворение для хорошего соединения с матрицами органического происхождения.

Существуют первичный и вторичный (переотложенный) каолин. Первичный каолин получается проведением процесса выветривания гранита и сланца или осадков глины (кварц). Такие каолины хорошо передают структуру той каменной породы, из которой произведены. Вторичный каолин (каолиновая глина) является результатом обогащения естественным путем первичного каолина, он является каолинитом, в котором добавлено малое количество кварца, а еще иных минеральных веществ. Промышленное производство главным образом применяет каолиновые концентраты, которые получают обогащением природных, в основном, первичных каолинов.

Таблица 1. Марки каолина и их свойства.

Таблица 2.Сравнение марок каолина.

Наименование	АО «Днипрокаолин» (Украина) КВФ-90-1	Thiele Kaolin Co (США) KAOCAL R	Dorfner GmbH (Германия)		ЗАО «ГЕОКОМ» МИКАО R
			DORKAFILL R H	DORKAFILL R 600	04-98	03-98	02-98
Массовая доля остатка на сите №0045, %	0,01	0,00	0,02	0,00	0,01	0,00	0,00
Медианный диаметр частиц (Микросайзер-201А), мкм
средний (D50)	1,5	1,6	5,2	2,9	4	3	2
максимальный (D98)	12,1	8	26	18	22	17	10
минимальный (D10)	0,6	0,5	2,0	1,0	1,1	1,0	0,7
Оценка цветовых предпочтений
белизна по CIELab (ISO 787/1, C/2°), %	95,0	99	97,2	97,4	98,5	98,5	98,5
яркость по DIN 53163 (Ry, C/2°), %	93,9	99	96	96,5	99,3	99,3	99,3
яркость по ISO 2470 (R457), %	89,0	97	92	93	96,5	96,5	96,5
белизна по ISO 11475 (D65/10°), %	92,5	85	86	92	92	92
желтизна по ASTM D1925-70 (C/2°), %	8,3	3,5	4,3	4,2	3,2	3,2	3,2
Маслоемкость по ISO 787/5, г/100г	45	62	56	61	38	41	52

Каолин обогащенный

Каолин обогащают сухим и мокрым способом. Процесс этого обогащения осуществляется на промышленных предприятиях, построенных близко от мест добывания каолина. В этом веществе после его обогащения содержатся сульфиды, окислитель железа и окислитель титана (зависит от каолиновой марки) в количестве от ноля целых трех десятых процента до одного процента. Эти добавки в каолине снижают его белый цвет и его стойкость к огню. Каолин после обогащения не содержит в себе растворенного в воде или слабой кислоте песка или иных примесей.

Свойства каолина

В разных областях промышленности нашел свое место каолин, так как он имеет полезные свойства как химические, так и физические: гидрофильность, дисперсность, устойчивость к огню, наличие в достаточном количестве оксида алюминия, пластичность, химическая неактивность, хорошие свойства диэлектрика после обжига, малая плотность, нет трудностей при измельчении, нет абразивных частиц.

Применение каолина

Использование сырого первичного и вторичного каолина необходимо, чтобы создавать устойчивые к огню материалы. Сырьем для создания тонких керамических изделий, для создания фарфоровых и фаянцевых предметов, а еще для создания цемента белого цвета, служит каолин. Промышленная химия применяет каолин, чтобы создавать сернокислый алюминий, оксид алюминия, пигмент ультрамарина, его применяют как носитель и наполнитель пестицидов и удобрений, а еще как катализатор химических реакций. Больше всего потребляется каолин для создания бумаги, на производстве его применяют в качестве наполнителя, чтобы сделать бумажные изделия мелованными. Еще каолин нужен как наполнитель, чтобы производить резину, пластмассу, клей, мастику, изделия парфюмерии. Применим он в медицине (всем известная белая глина). Нужен каолин и при создании лакокрасочной продукции, так как его влажность составляет всего один процент.

Рецепты продуктов промышленности, производящей лаки и краски, используют каолин в качестве распределителя диоксида титана в красках, разбавляемых в воде, для работ по архитектуре. Кальцинированные каолины при этом демонстрируют свои основные признаки: яркость, выделение диоксида титана и кроющая способность. А еще отмытый каолин в определенной мере делает лучше выделение диоксида титана и его возможно использовать, чтобы изменять уровень глянца (глянец интенсивнее, если размер частиц меньше).

Промышленность, производящая материалы из лаков и красок, в каолине ценит в первую очередь визуальные признаки, но также применяет его как функциональный наполнитель. Каолины применяются, чтобы сделать больше текучесть, повысить признаки выравнивания, прочности пленок, гладкости пленок, устойчивости к влиянию атмосферы. Так как каолины кальцинированные очень твердые, то они повышают устойчивость покрытий к износу.

При оптимизации рецептур создания краски, чтобы обеспечить лучшее соответствие цены и качества, подбор каолинового инертного наполнителя имеет важное значение.

Выбор такого наполнителя зависит от типа покрытия:

Источник

Минерал каолинит: группа, химические свойства, применение

Каолинит – минерал из группы алюмосиликатов. Он не только красив, но еще и весьма полезен. В наши дни этот чудо-минерал широко используется в строительной, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, а также в фармацевтике, косметологии и стоматологии. Подробную информацию о применении, разновидностях и свойствах минерала каолинита вы найдете в нашей статье.

Камень с «Высокого Холма»

Этот мягкий минерал с земляным блеском распространен на нашей планете повсеместно. Но впервые он был обнаружен китайцами возле селения, расположенного на высоком пологом холме. Селение называлось Као-Линг, что в переводе с китайского языка означает «Высокий Холм». К слову, отсюда же происходит и термин «глина». Когда именно минерал каолинит был открыт китайцами, неизвестно. Однако европейцы узнали о его существовании лишь в позапрошлом веке.

Минерал каолинит относится к классу водных силикатов алюминия. Его формула имеет следующий вид: Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈. При этом химический состав каолинита таков:

Следует различать между собой понятия «каолинит» и «каолин». Первый является минералом, а второй – горной породой. Каолинит выступает основным компонентом большей части глин.

Физические и химические свойства минерала

Каолинит, как мы уже выяснили – это глинистый минерал, который в природе образует плотные тонкодисперсные геологические массы. Перечислим его основные механические, физические и химические свойства и особенности:

Месторождения и добыча

Каолиниты залегают как в пределах континентальной части земной коры, так и в зоне океанического дна. Минерал образуется в процессе так называемой каолинизации, который сопровождается химическим выветриванием и гидротермальным изменением полевых шпатов и прочих силикатов.

Минерал каолинит входит в состав различных глин, мергелей и глинистых сланцев. Крупнейшие его месторождения находятся в юго-восточной части Китая. Качественные каолины также добываются в России (Урал), Украине (Житомирская, Киевская и Тернопольская области), Великобритании (Корнуэлл), Германии (Мейсен, Галле), Чехии (Седлец), Узбекистане, Казахстане и Болгарии.

Стоит отметить, что процесс извлечения каолинов из земной коры не является особо затратным. Добывают их преимущественно открытым (карьерным) способом. Так, например, выглядит глиняный карьер на Украине (город Теребовля, Тернопольская область):

А вот такой вид (фото ниже) имеет уже добытый и измельченный каолинит в Испании.

История использования минерала

Как уже было сказано выше, нет сведений о том, как давно китайцы открыли для себя каолинит. Но первыми это сделали именно они. По крайней мере, об этом свидетельствует высочайшее качество древнего китайского фарфора. Еще в третьем веке до нашей эры китайские мастера создали свою уникальную «Терракотовую армию», состоящую из восьми тысяч глиняных статуй воинов и лошадей.

Технология переработки каолинита в «белое золото» долгое время была засекречена мастерами Поднебесной. В Западной Европе и в России фарфор научились делать лишь в XVIII веке. Первые фабрики выросли в немецком Мейсене и французском Севре. В 1744 году в Санкт-Петербурге был основан Императорский фарфоровый завод, работающий до сегодняшнего дня.

Минерал каолинит: применение сегодня

Нетрудно догадаться, что основным потребителем данного минерала является фарфоровая и керамическая промышленность. Стоит отметить, что изготовление качественного фарфора – это довольно сложный и хлопотный процесс. Благо, сам камень не является редкостью и прост в добыче. Фарфор производится из очищенного каолинита. Предварительно его избавляют от различных примесей в центрифугах и гидроциклонах. После этого сырье обезвоживают, дабы снизить вес и увеличить прочность конечной продукции.

Помимо этого, минерал каолинит также используется в производстве мелованной бумаги, художественной глазури, зубной пасты. На основе каолиновой ваты изготавливаются промышленные фильтры, электроизоляционные прокладки, а также теплоизоляционные материалы. Плюс ко всему, каолины (белая глина) широко используется в косметологии и народной медицине. Таким образом, объемы потребления каолинита в современном мире достаточно солидные.

Основные разновидности минерала

На самом деле, под каолинитами геологи подразумевают довольно большую группу различных минералов. Самые распространенные среди них – это:

Родалит – минерал с розовым оттенком, благодаря примесям железа. Добывается на территории Северной Ирландии. Терратолит – это некая смесь кварца, слюды, лимонита и, собственно, каолинита. Цвет минерала – сине-фиолетовый. Кеффекелит содержит в себе примеси галлуазита и некоторых других глинистых минералов и отличается зеленовато-желтыми оттенками. В Китае также есть месторождения, где добывают смесь каолинита с диккитом, кварцем и киноварью. Этот минерал имеет специфическое название – «кровь цыпленка».

Нелишним будет отметить, что некоторые разновидности каолинита довольно красивы. Поэтому их активно используют в декорировании мебели и инкрустировании ювелирных украшений.

Целебные свойства каолинов

Глину нередко называют «природным целителем», а также «средством от ста болезней». Ведь в ней содержится большое количество микроэлементов, полезных для человеческого организма. Это магний, кальций, калий, железо, азот и т. д. Но самое главное то, что все эти микроэлементы и вещества в каолинах присутствуют в оптимальных для человека сочетаниях и соотношениях.

В некоторых глинах есть радиоактивные элементы, например, радий. Но как правило, их процентная величина в породе не превышает допустимых норм. Высокая степень радиоактивности характерна лишь для тех глин, которые залегают в загрязненных промышленных районах.

Глина в косметологии и народной медицине

Все косметологи знают о целебных свойствах так называемой белой глины. Последняя действует как абсорбент: очищает кожу, выводя из нее токсины и шлаки. После глиняных масок кожный покров выглядит свежее и здоровее, затягиваются мелкие ранки и заживляются рубцы. Каолин благотворно воздействует и на волосы, предотвращая их ломкость.

В народной медицине глина помогает при ангине и головной боли. Для этого ее тонким слоем наносят на больные места. Некоторые целители убеждены, что каолин способен излечить человека и от таких серьезных недугов, как артрит и пневмония. Из белой глины также делают зубной порошок. При желудочно-кишечных расстройствах, метеоризме, алкогольном отравлении глину принимают внутрь (разумеется, в небольших количествах).

В заключение…

Каолинит – хоть и дешевый, но в то же время невероятно полезный минерал. Ведь он применяется в самых разнообразных сферах и отраслях промышленности. Так, его используют в производстве фарфора и керамики, бумаги и фильтров, медикаментов и пищевых добавок. Лечебные свойства этого минерала нашли широкое применение в косметологических и медицинских целях.

Источник