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:
- шпаклевки,
- заполнителя пор, краски на основе масла и водоэмульсионки,
- защитных слоев против коррозии (матовых и полуматовых).
Месторождения каолина
Каолин добывают на нескольких месторождениях, а именно:
- в Российской Федерации его месторождением являются Уральские горы,
- добывают его в странах содружества независимых государств (Казахстан, Украина),
- ведется его добыча в Великобритании,
- в Чехии,
- Соединенные Штаты Америки (в штате Джорджия),
- в Китае.
Марки каолина
Существующие марки каолина:
Каолины обычных марок структурно немодифицированые и могут сохранять кристаллизационную воду. Они отмытые и производятся водным растворением глины с дальнейшим помещением в центрифугу для того, чтобы избавиться от лишних составляющих и получить необходимое распределение размеров частичек. После очистки полученная взвесь или обезвоживается и высушивается или концентрируется в сухое вещество и предоставляется в форме гранул. Такие марки необходимо обрабатывать, чтобы улучшить их белый цвет (создание белого цвета химическими веществами, интенсивная сепарация для убирания примесей, которые могут вызывать окрашивание)- Каолин деламинированный производится перетиранием фракций грубого свойства, которые образовались после отмывания мягкой глины. После этого каолин расслаивается на широкие, тонкие пластины, улучшаются его свойства яркости, рассеивания света и барьерность.
- Каолины сухоизмельченных марок сепарируют воздухом для уменьшения числа лишних составляющих и для сотритования по параметрам. Но эти марки используются хуже из-за плохих признаков цвета и ярко выраженного абразивного признака.
- Каолины кальцинированные производятся термической обработкой вымытого и выбеленного каолина. Кальцинирование низкими температурами убирает структуры гидроксидов и выдает аморфный метакаолин (при водной потере). При этом уменьшается удельный вес, повышается прочность, повышается пористость, повышается рассеивание и яркость света. На сто процентов кальцинированная глина образуется при нагревании от одной тысячи градусов по Цельсию до тысячи ста пятидесяти градусов по Цельсию. Если необходимо, баланс рассеивания света и яркости можно изменить с помощью температуры, скорости нагревания и флюсов, которые применяют при кальцинировании. Так как каолин очень сильно влияет на визуальные свойства покрытия, то кальцинированные каолины представлены в широком ассортименте, чего не скажешь об иных функциональных наполнителях из силикатов. Цель кальцинированных каолинов – предъявить всю свою кристалличность, структурность, укрывистость и матирующие свойства, а также все параметры частиц, всю яркость и все оттенки цветов.
Каолины обычных марок структурно немодифицированые и могут сохранять кристаллизационную воду. Они отмытые и производятся водным растворением глины с дальнейшим помещением в центрифугу для того, чтобы избавиться от лишних составляющих и получить необходимое распределение размеров частичек. После очистки полученная взвесь или обезвоживается и высушивается или концентрируется в сухое вещество и предоставляется в форме гранул. Такие марки необходимо обрабатывать, чтобы улучшить их белый цвет (создание белого цвета химическими веществами, интенсивная сепарация для убирания примесей, которые могут вызывать окрашивание)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.
| Типы каолинов | Отмытый | Деламинированный | Кальцинированный | Сухоизмельченный |
|---|---|---|---|---|
| Коэффициет преломления | 1,56 | 1,56 | 1,62 | 1,56 |
| Удельный вес, г/см 3 | 2,58 | 2,58 | 2,50-2,68 | 2,58 |
| Твердость | 2 | 2 | 3-4 | 2 |
| Яркость GE | 80-92 | 86-92 | 84-97 | 65-75 |
| Средний размер частиц по методу отложения осадка, мкм | 0,2-4,8 | 0,4-10 | 0,8-2,9 | 0,3-4,8 |
| Маслоемкость, г / 100 г | 30-45 | 40-45 | 50-95 | 30-40 |
| Удельная поверхность, м 2 /г | 5-20 | 6-20 | 8-16 | 15-24 |
| pH , 10% дисперсия | 3,5-8,0 | 6,0-8,0 | 5,0-6,0 | 4,0-6,5 |
| Форма частиц | пластинки / книжки | пластинки | пластинки | пластинки / книжки |
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
Что такое каолин и каолинит: свойства, применение в косметологии и медицине
Каолин ― это глина белого окраса, а примеси придают другие цвета. Производят из осадочной породы. На выходе получают порошок пяти марок. Продукт применяют в нескольких отраслях, включая медицину и косметологию.
Что такое каолинит и каолин
Каолинит ― это минерал, содержащий полевой шпат. При переработке горной породы получается белая глина (каолин).
Описание глинистой породы:
| Каолинит | Каолин (сырец) |
| Глинистый рыхлый камень с твердостью по Моосу 2–2,5 балла | Пылевидная порода белого, серого, кремового или другого светлого цвета |
| Цвет белый, с переходом в желтый, кремовый, зеленый, голубой или красный оттенок. Есть коричневые вкрапления | Залежь состоит из цельного массива |
| Блеск тусклый, с перламутровым отливом | При увлажнении становится слизким, пластичным, мягким |
| Непрозрачный, тонкие пластины просвечиваются под направленным освещением | Раскалывается или растирается при незначительном нажиме, ударе |
| Излом неровный | Может включать песчинки или карбонатные частицы |
Название «каолин» произошло от наименования территории в Китае ― Gaoling District (Высокая гора). Здесь продолжают добывать каолинит.
Крупные каолиновые залежи есть на территориях Украины, России. Знамениты карьеры Журавлиный лог и Кыштымское месторождения.
Смотрите обзор минерала:
Марки и подгруппы минерала
По формированию породы различают первичный и переотложенный каолин. Первый образуется во время выветривания осадочной глины или гранита, сланца. Второй вид также называют каолиновой глиной, или каолинитом. Это обогащенная минералами мягкая порода.
В промышленности нередко принудительно обогащают первичный каолин. После обработки породы появляются свойства, присущие каолиновой глине.
Подгруппы каолиновой породы:
- милошит ― зеленая, цвет дает примесь хрома;
- «кровь цыпленка» ― красная, есть диккит, киноварь, кварц;
- родалит ― розовая, содержит железо;
- кеффекелит ― зелено-желтая, включает галлуазит;
- терратолит ― сине-фиолетовая, в составе есть примесь лимонита, слюды, кварца.
Производят 5 марок глины:
- Низким качеством обладает обычный каолиновый порошок. Это отмытая в воде порода. Дальше примеси удаляют в центрифуге, остаток высушивают. Необходимо дополнительно отбеливать.
- Лучшим качеством обладает деламинированный каолин. Его получают перетиранием отмытой глины (обычной марки). После обработки у порошка улучшается яркость и барьерность.
- Кальцинированный каолин получают нагревом отмытой выбеленной породы при температуре выше 1000 ºC. В ходе обработки убираются гидроксиды, возрастает пористость, яркость, снижается удельный вес. У порошка улучшается цвет, свойство укрывистости, матирования.
- Для получения сухоизмельченного каолина примеси отделяют воздухом. После дробления у порошка сохраняется высокая абразивность частиц, неяркий цвет.
- Диспергированный каолин получают измельчением отбеленной породы в порошок тонкого помола. Используют для наполнения лакокрасочных растворов.
Свойства и применение каолина
У каолинита кристаллическая структура. При рассматривании поверхности под увеличением видны мелкие частицы. При раскалывании излом получается ровным, шероховатым или раковистым.
В химическом составе минерала есть оксиды алюминия (до 40 %) и кремния (до 47 %). Формула пишется как Al4[Si4O10](OH)8. У каолиновой глины запись слегка отличается: Al2O3–2SiO2–2H2O.
Механические свойства глинистой породы:
- огнеупорная (выдерживает до 1770 ºC, не плавится);
- имеет среднюю пластичность (число от 25 до 44);
- плохо связывает строительные растворы;
- хорошая покрывная способность (при забеливании заполняет мелкие трещинки, ямки).
Оптические свойства зависят от количества оставшихся примесей. У каолинового порошка обычной марки хуже цвет, отражение света. У очищенной глины ― белоснежный, зеленый, нежно-голубой, розовый окрас, нет абразивных частиц или других включений. Это улучшает яркость пудры. Показатель преломления не менее 1550.
Диспергированый каолиновый порошок применяют в лакокрасочной и бумажной промышленности, при изготовлении фарфора, пластмассы, электротехнической керамики, резины. Очищенный каолин используют в фармакологии и на производствах косметики.
У глины неограниченный срок годности, а состав богат минералами, полезными для кожи, костей, метаболизма.
Источник