粉體行業在線展覽
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上海昊曼實業有限公司
上海
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1881
高嶺土的用途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；具有良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換量、較好的耐火性等理化性質。因此高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、醫藥和國防等幾十個行業所必需的礦物原料。有報道稱，日本還有將高嶺土用于代替鋼鐵制造切削刀具、車床鉆頭和內燃機外殼等方面應用。特別是*近幾年，現代科學技術飛速發展，使得高嶺土的應用領域更加廣泛，一些高新技術領域開始大量運用高嶺土作為新材料，甚至原子反應堆、航天飛機和宇宙飛船的耐高溫瓷器部件，也用高嶺土制成。 目前，全球高嶺土總產量約為4000萬噸(該數據屬于簡單的國與國產量的相加，其中沒有統計原礦的貿易量，包含較多的重復計算)，其中精制土約為2350萬噸。造紙工業是精制高嶺土**的消費部門，約占高嶺土總消費量的60%。據加拿大Temanex咨詢公司提供的數據，2000年全球紙和紙板總產量約為31900萬噸，全球造紙涂料用高嶺土總用量為約1360萬噸。 高嶺土在造紙工業的應用十分廣泛。主要有兩個領域，一個是在造紙(或稱抄紙)過程中使用的填料，另一個是在表面涂布過程中使用的顏料。對于一般文化紙，填料量占紙重量的10-20%。對于涂布紙和紙板(主要包括輕量涂布紙、銅版紙和涂布紙板)，除了需要填料外，還需要顏料，填、顏料用的高嶺土所占比重為紙重的20-35%。高嶺土應用于造紙，能夠給予紙張良好的覆蓋性能和良好的涂布光澤性能，還能增加紙張的白度、不透明度，光滑度及印刷適性，極大改善紙張的質量。
高齡土的工藝特性
1．白度和亮度
白度是高嶺土工藝性能的主要參數之一，純度高的高嶺土為白色。高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。對陶瓷原料來說，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質量越好。陶瓷工藝規定烘干105℃為自然白度的分級標準，煅燒1300℃為煅燒白度的分級標準。白度可用白度計測定。白度計是測量對3800—7000 ?波長光的反射率的裝置。在白度計中，將待測樣與標準樣(如BaSO4、MgO等)的反射率進行對比，即白度值(如白度90即表示相當于標準樣反射率的90%)。
亮度是與白度類似的工藝性質，相當于4570 ?波長光照射下的白度。
高嶺土的顏色主要與其所含的金屬氧化物或有機質有關。一般含Fe2O3呈玫瑰紅、褐黃色；含Fe2+呈淡藍、淡綠色；含MnO2呈淡褐色；含有機質則呈淡黃、灰、青、黑等色。這些雜質存在，降低了高嶺土的自然白度，其中鐵、鈦礦物還會影響煅燒白度，使瓷器出現色斑或熔疤。
2．粒度分布
粒度分布是指天然高嶺土中的顆粒，在給定的連續的不同粒級(以毫米或微米篩孔的網目表示)范圍內所占的比例(以百分含量表示)。高嶺土的粒度分布特征對礦石的可選性及工藝應用具有重要意義，其顆粒大小，對其可塑性、泥漿粘度、離子交換量、成型性能、干燥性能、燒成性能均有很大影響。高嶺土礦都需要進行技術加工處理，是否易于加工到工藝所要求的細度，已成為評價礦石質量的標準之一。各工業部門對不同用途的高嶺土都有具體的粒度和細度要求。如美國對用作涂料的高嶺土要求小于2μm的含量占90—95%，造紙填料小于2μm的占78—80%。
3．可塑性
高嶺土與水結合形成的泥料，在外力作用下能夠變形，外力除去后，仍能保持這種形變的性質即為可塑性。可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎，也是主要的工藝技術指標。通常用可塑性指數和可塑性指標來表示可塑性的大小。可塑性指數是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率，以百分數表示，即W塑性指數=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指標代表高嶺土泥料的成型性能，用可塑儀直接測定泥球受壓破碎時的荷重及變形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指標越高，其成型性能越好。高嶺土的可塑性可分為四級。
可塑性強度可塑性指數可塑性指標
強可塑性>153.6
中可塑性7—152.5—3.6
弱可塑性1—7<2.5
非可塑性<1
4.化學式
Al2O3-2SiO2-2H2O
5．結合性
結合性指高嶺土與非塑性原料相結合形成可塑性泥團并具有一定干燥強度的性能。結合能力的測定，是在高嶺土中加入標準石英砂(其質量組成0.25—0.15粒級占70%，0.15—0.09mm粒級占30%)。以其仍能保持可塑泥團時的**含砂量及干燥后的抗折強度來判斷其高低，摻入的砂越多，則說明這種高嶺土結合能力就越強。通常凡可塑性強的高嶺土結合能力也強。
6．粘性和觸變性
粘性是指流體內部由于內摩擦作用而阻礙其相對流動的一種特征，以粘度來表示其大小(作用于1單位面積的內摩擦力)，單位是Pa·s。粘度的測定，一般采用旋轉粘度計，以在含70%固含量的高嶺土泥漿中的轉速來衡量。在生產工藝中，粘度具有重要意義，它不僅是陶瓷工業的重要參數，對造紙工業影響也很大。據資料表明，國外用高嶺土作涂料，在低速涂布時要求粘度約0.5Pa·s，高速涂布時要求小于1.5Pa·s。
觸變性指已經稠化成凝膠狀不再流動的泥漿受力后變為流體，靜止后又逐漸稠化成原狀的特性。以厚化系數表示其大小，采用流出粘度計和毛細管粘度計測定。
粘性和觸變性與泥漿中礦物成分，粒度及陽離子類型有關，一般，蒙脫石含量多的，顆粒細的，交換性陽離子以鈉為主的，其粘度和厚化系數高。因此工藝上常用添加可塑性強的粘土、提高細度等方法提高其粘性和觸變性，用增加稀釋電解質和水分等方法降低之。
7．干燥性能
干燥性能指高嶺土泥料在干燥過程中的性能。包括干燥收縮、干燥強度和干燥靈敏度等。
干燥收縮指高嶺土泥料在失水干燥后產生的收縮。高嶺土泥料一般在40—60℃至多不超過110℃溫度下就發生脫水而干燥，因水分排出，顆粒距離縮短，試樣的長度和體積就要發生收縮。干燥收縮分線收縮和體收縮，以高嶺土泥料干燥至恒重后長度及體積變化的百分數表示。高嶺土的干燥線收縮一般在3—10%。粒度越細，比表面積越大，可塑性越好，干燥收縮越大。同一類型的高嶺土，因摻合水的不同，其收縮也不同，多者，收縮大。在陶瓷工藝中，干燥收縮過大，坯體容易發生變形或開裂。
干燥強度指泥為干燥至恒重后的抗折強度。
干燥靈敏度指坯體干燥時，可能產生變形和開裂傾向的難易程度。靈敏度大，在干燥過程中容易變形和開裂。一般干燥靈敏度高的高嶺土(干燥靈敏度系數K＞2)容易形成缺陷；低者(干燥靈敏度系數K＜1)在干燥中比較安全。
8．燒結性
燒結性是指將成型的固體粉狀高嶺土坯體加熱至接近其熔點(一般超過1000℃)時，物質自發地充填粒間隙而致密化的性能。氣孔率下降到*低值，密度達到**值的狀態，稱為燒結狀態，相應的溫度稱為燒結溫度。繼續加熱時，試樣中的液相不斷增加，試樣開始變形，此時溫度即稱轉化溫度。燒結溫度與轉化溫度的間隔稱燒結范圍。燒結溫度和燒結范圍在陶瓷工業中是決定坯料配方、選擇窯爐類型的重要參數。試料以燒結溫度低、燒結范圍寬(100—150℃)為宜，工藝上可以用摻配助熔原料及將不同類型的高嶺土按比例摻配的方法控制燒結溫度及燒結范圍。
9．燒成收縮
燒成收縮性是指已干燥的高嶺土坯料在燒成過程中，發生一系列物理化學變化(脫水作用、分解作用、生成莫來石，易熔雜質熔化生成玻璃相充填于質點間的空隙等)，而導致制品收縮的性能，也分為線收縮和體收縮兩種。同干燥收縮一樣，燒成收縮太大，容易導致坯體開裂。另外，焙燒時，坯料中若混有大量的石英，它將發生晶型轉化(三方→六方)，使其體積膨脹，也會產生反收縮。
10．耐火性
耐火性是指高嶺土抵抗高溫不致熔化的能力。在高溫作業下發生軟化并開始熔融時溫度稱耐火度。其可采用標準測溫錐或高溫顯微直接測定，也可用M．A．別茲別洛道夫經驗公式進行計算。
耐火度t(℃)=[360+Al2O3-R2O]/0.228
式中：Al2O3為SiO2和Al2O3分析結果之和為100時其中Al2O3所占的質量百分比；R2O為SiO2和Al2O3分析結果之和為100時其它氧化物所占的質量百分比。
通過此公式計算耐火度的誤差在50℃以內。
耐火度與高嶺土的化學組成有關，純的高嶺土的耐火度一般在1700℃左右，當水云母、長石含量多，鉀、鈉、鐵含量高時，耐火度降低，高嶺土的耐火度*低不小于1500℃。工業部門規定耐火材料的R2O含量小于1.5—2%，Fe2O3小于3%。
11．懸浮性和分散性
懸浮性和分散性指高嶺土分散于水中難于沉淀的性能。又稱反絮凝性。一般粒度越細小，懸浮性就越好。用于搪瓷工業的高嶺土要求有良好的懸浮性。一般據分散于水中的樣品經一定時間的沉降速度來確定其懸浮性能的好壞。
12．可選性
可選性是指高嶺土礦石經手工挑選，機械加工和化學處理，以除去有害雜質，使質量達到工業要求的性能。高嶺土的可選性取決于有害雜質的礦物成分、賦存狀態、顆粒大小等。石英、長石、云母、鐵、鈦礦物等均屬有害雜質。高嶺土選礦主要包括除砂、除鐵、除硫等項目。
13．離子吸附性及交換性
高嶺土具有從周圍介質中吸附各種離子及雜質的性能，并且在溶液中具較弱的離子交換性質。這些性能的優劣主要取決于高嶺土的主要礦物成分，見表8。
表8 不同類型高嶺土的陽離子交換容量
礦物成份特點陽離子交換容量
高嶺石為主2—5mg/100g
埃洛石為主13mg/100g
含有機質（球土）10—120mg/100g
13．化學穩定性
高嶺土具有強的耐酸性能，但其耐堿性能差。利用這一性質可用它合成分子篩。
14．電絕緣性
優質高嶺土具有良好的電絕緣性，利用這一性質可用之制作高頻瓷、無線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來衡量。
高嶺土的傳說
做瓷器用的瓷土，現在世界上都把它叫做“高嶺土”，這高嶺土就出產在景德鎮的高嶺村呢！
高嶺村的瓷土是怎樣被發現的？
那是在很久很久以前，高嶺村有一家姓盛的窮苦夫妻，他們佃了大地主張剝皮的幾畝薄田，一年到頭，風里來，雨里去，好不容易打下一點兒糧食，可張剝皮的閻王賬一翻，算盤珠一響，就會給刮去了。他們靠著紅薯、蘿卜和野菜當餐，日子苦得就像黃連一樣。
盛家夫妻日子過得雖然清苦，但心地卻特別善良。聽到誰家揭不開鍋，他們就寧愿自己挨餓，也要省出點口糧送去。因此，村里人都稱他們是“好心的盛家”。
有一年冬天，天氣特別寒冷，北風吹過來，就像刀子刮人一樣。這一天清早，大風凜冽，雪花紛飛，盛家男人正抱著一捆柴禾，準備送到前村的一個孤苦伶仃的高老太婆家去。她打開屋門，只見屋檐下躺著個白發蒼蒼的老公公，這老公公衣衫破爛，滿臉焦黃，凍得在瑟瑟發抖，嘴里還不停地發出痛苦地喚叫。
盛家男人見了，急忙放下柴禾，走上前把老公公扶進屋里。他一邊脫下自己的破棉襖，披在老公公身上，一邊忙喊妻子倒碗熱水來。
盛家男人問：“老公公，你是哪個村的？這大冷的天，出門來做什么？”
那老公公深深地嘆了口氣，答道：“我家住在很遠的地方，因為給地主老財逼得沒辦法，只好出外投親，沒想到病倒在這里。”男人一聽，忙安慰說：“老公公，你莫急，病了，現在就在我家養病，等好了，開了春再走吧！”
那老公公感動地點點頭。這時，盛家妻子端來了一碗熱開水，送到那老公公跟前，請他喝下暖暖身子。老公公搖搖頭說：“我實在餓得吃不消了，想喝碗熱粥，不知有沒有？”
這對夫妻聽了，感到很為難，因為他們家的米缸，早就空了，拿什么熬粥呢？盛家妻子正想對老公公直說，但她男人看到老公公饑餓痛苦的樣子，心中實在不忍，就暗把妻子一拉，走進廚房，悄悄地說：“你去張剝皮家里借一升米來，熬粥給老公公喝吧。”妻子一聽要她去張剝皮家借米，嚇了一跳！提起這張剝皮，高嶺村方圓幾十里，誰不知他是個吸血的螞蟥，叮人是越叮越深，不吸飽血是死不松口的。誰也不敢上他家去借東西。
盛家男人見妻子猶豫，又推了她一把，要她快去。
妻子借來米，男人生火熬粥，一會兒工夫，一大碗香噴噴，熱騰騰的米粥端到了老公公的面前。老公公見了，也不客氣，一口氣就把粥喝了下去。
說也奇怪，老公公把這碗粥一喝下去，原來焦黃的臉，頓時紅潤起來，精神也好了，病也好像煙消云散了。這時，老公公站了起來，把破棉襖還給盛家男人，說：“你們真是名不虛傳的：好心的盛家。我沒有什么好報答你們，我走后，你們可到村后東南面的松山頂上一口氣挖它個九九八十一鋤，那時，就有辦法償還張剝皮的一升米了。”老公公說罷，抬腳走了。
盛家夫妻聽了，感到十分奇怪，他們型：老公公躺在屋里，怎么會知道他們上張剝皮嫁借了米？莫非他是神仙不成？待夫妻倆出屋再看，那老公公早已不見蹤影。
回到屋里，盛家夫妻真的扛起了把鋤頭，上了村后東南面的松山頂，奮力舉鋤挖了起來。一鋤，二鋤……三十、四十…….挖到那九九八十一鋤時，奇跡出現了：那黑沉沉的泥土，一下變成了白花花的，勝家男人用手捧起來，一捏，哈，軟乎乎得就像糯米粉一樣，在捧到鼻子尖聞聞，竟是香噴噴的，捏一點放進嘴里嘗嘗，又是甜滋滋的，跟真的糯米粉一模一樣。
這下可樂壞了盛家夫妻倆。他們想到村里窮苦人家正在受苦挨餓，就興沖沖地跑回村去，把窮苦人都叫了來，挑起大筐、小桶熙熙攘攘地來到了松山頂，大伙動手，鋤呀、挖呀、裝呀、挑呀，挖去一層，立刻又長出一層……這時候，窮人們哪個歡樂勁就不用說了啦！
窮人們興高采烈地將“糯米粉”各自挑回家去，有時做湯團，有時做糍粑，真像過年一樣。
這事被張剝皮知道了。他急急忙忙爬上松山頂一看，瞧得眼也紅了，嘴也饞了。他把一幫狗腿家丁叫來，，團團圍住了松山頂，把窮人們趕下山去，并且在四周釘上“張府”的木牌，說這松山是他家祖傳的寶山，誰要再到松山來挖糯米粉，就要送官究辦。窮人們聽了，無不氣恨。
再說，張剝皮叫人挖了一大筐，抬回家去做湯團，湯團做好了，張剝皮把全家都叫到大廳前，手捻著他那幾根胡須，得意洋洋地說：“今天我請客，大家盡量地吃，吃完了，我們還可以上山去挖。哈哈！這下我可發大財了，”說著，張剝皮帶頭吃起來。
張剝皮囫圇一口就吞下了一只湯團，湯圓剛落肚，就雙手捧住肚子，媽呀！媽的倒在地上打起滾來。家里人走前一看，哪里有什么湯團，碗里的湯圓全變成了石頭，張剝皮肚子里有塊石頭，痛得他呼天叫地，一直鬧到天亮，便活活地疼死了。
張剝皮一死，高嶺村的男女老少可高興了。盛家夫妻又領著窮人們上了松山頂，到了山頂一看，發現原先挖出來的“糯米粉”全部變成了石頭。這時，大家就更恨張剝皮了。
這天晚上，盛家夫妻在夢里，只見老公公又來到跟前，說：“松山頂上的石頭，可以拿來做瓷器，做成的瓷器能跟玉器一樣的值錢哩！”第二天清早，盛家夫妻就和全村的窮人們來到了松山頂，只見滿山全都是銀光閃閃的土石，盛家夫妻按照那老公公囑咐的話，將挖起的土石做成一個個碗和杯的坯子來，放進窯里一燒，果然個個晶瑩潔白，真象玉器一樣。
高嶺村的窮人們把這些玉器般的瓷碗、瓷杯挑到鎮上去賣，百姓們看了，都是喜愛萬分，一忽兒就被搶購一空。
從此，高嶺村的窮人們在盛家夫妻的帶領下，改行挖土建窯燒瓷器了。松山因地處高嶺，就改名叫高嶺山，山上的瓷土，就叫做高嶺土了。
