“高岭土(Kａoｌin)”一词来源于中国江西景德镇高岭村产的一种可以制瓷的白粘土而得名。高岭土矿是高岭石亚族粘土矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩。
高岭土因具有许多优良的工艺性能，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料，化工、农药、医药、纺织、石油、建材及国防等部门。随着工业技术的发展和科技迅速提高，陶瓷制品的种类愈来愈多,它不仅与人们日常生活密切相关,而且在国防尖端技术的应用也很广泛,如电气、原子能、喷气式飞机、火箭、人造卫星、半导体、微波技术、集成电路、广播、电视及雷达等方面几乎都需要陶瓷制品。可见高岭土矿产在国民经济和国防建设中所占的重要地位。
一、 矿物原料特点
高岭土的岩石学特征与矿物学特征相同，具有松散土状和坚硬岩石状两种外貌，其矿物成分、化学成分和粒度变化都较大。
高岭土的矿物成分由粘土矿物和非粘土矿物组成,前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、变高岭石(1.0nｍ和０.7nm埃洛石)、水云母和蒙脱石;后者主要是石英、长石、云母等碎屑矿物,少量的重矿物及一些自生和次生的矿物，如磁铁矿、金红石、褐(针)铁矿、明矾石、三水铝石、一水硬铝石和一水软铝石等(表4.2２.1)。
高岭石及其多型矿物迪开石和珍珠陶土同属1∶1型二八面体的层状硅酸盐，结构单元层完全相同，单位构造高度为0.7nm,层间以氢键相联结, 无水分子和离子。 它们的理想结构式为Al4［Sｉ4Ｏ1０］(ＯH)8,理论化学成分为SiO2 46.54%、Ａl２O３ 39.50％、H2O 13.9６％,它们之间区别在于单元层间堆叠方式不同。高岭石为三斜晶系,一般为无至白的细小鳞片，单晶呈假六方板状或书册状,平行连生的集合体往往呈蠕虫状或手风琴状,粒径以0.５~2nm为主,个别蠕虫状可达数毫米。自然界高岭土中高岭石常见,迪开石少见，珍珠陶土罕见。
变高岭石（也称埃洛石)包括1.０nm和０．7ｎm两种。１.0nm埃洛石的结构特征是结构单元层与高岭石相同，但层间有一层水分子。 结构单元层高度为1.6nm， 结构式为Ａl4[Si4O１０](ＯＨ)8·４Ｈ２O,其形态为小于几微米的管状和球粒状。１．0nm埃洛石不稳定,层间水在室温下就可脱出，结构单元层高度减为0.76～0.73ｎm,而且这种变化是不可逆的。失水后形成０.７nｍ埃洛石，在自然界比较稳定。由于失水管状和球粒状被破坏，呈破裂管状和球粒状。高岭石亚族成分特征见表４.22.１。
水云母：基本结构与白云母相似,为二八面体２∶1型层状硅酸盐,矿物结构单元层高度为1.0n
m左右。与白云母不同的是颗粒细小,层间阳离子钾和钠减少,层间水增加，四面体中铝代硅减少，结构无序程度高,其形态呈不规则薄片或长条状,粒径一般比高岭石大。
表4.22．1高岭石亚族矿物典型特征
蒙脱石在高岭土中常有少量存在，易与埃洛石共生，晶粒极细小,具有很强的膨胀性和吸水性。
绿泥石和叶蜡石在蜡石型高岭土矿床中有时出现。常为铝绿泥石。
水铝英石为非晶质粘土矿物，是氧化铝和氧化硅的凝胶体，一般为球粒状,不稳定。
高岭土的化学成分主要是ＳiO２、Al2Ｏ3和H2Ｏ，纯净的高岭土成分接近于高岭石或埃洛石的理论成分,由于各种杂质的影响，因此往往含有害组分Fe2Ｏ3、TiO２、ＣaO、MgO、Ｋ2O、Ｎa２O、SO３等。有害组分Ｆe2O３、TｉＯ2一般在沉积矿床较高,其次是风化型高岭土，蚀变型矿床中铁质最少。高岭土的K2O、Ｎa２O含量在风化型矿床中较多，一般在2%~7%，随深度增加而增加。另外，含明矾石的高岭土矿床中SＯ３含量相当可观，也属有害杂质。
高岭土的粒度成分以粘土级和粉砂级的颗粒最多。据粒度成分,可将高岭土划分为：土状高岭土,绝大部分由小于10μm的泥粒组成；含砂高岭土,含5％~2５%的砂和粉砂级颗粒组成。
高岭土中常见的结构有凝胶状结构,颗粒极细而致密；泥质结构，矿石中小于0.0１mm以下
颗粒占绝大多数;粉砂泥质或砂泥质结构,指矿石中含25％～50%的砂或粉砂;植物泥质结构,指矿石中含有机质植物残体等;变余结构,指蚀变高岭土中常有变余凝灰或变余斑状等结构。高岭土中常见的构造有皱纹状或条纹状构造、角砾状和斑点构造等。
质纯的高岭土具有白度高，质软易分散悬浮于水中，良好的可塑性和高的粘结性，优良的电绝缘性能，具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量,较高的耐火度等物理化学性能，见表4.22．2。
表4.22.2高岭土的物理化学性能
景德镇四大名瓷
高岭土的矿石类型可根据高岭土矿石的质地、可塑性和砂质的含量划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型：
硬质高岭土质硬，无可塑性,粉碎、细磨后具可塑性；
软质高岭土质软,可塑性一般较强，砂质含量小于５0％；
砂质高岭土质松散，可塑性一般较弱,除砂后较强，砂质含量大于5０％。
根据影响工业利用的有害杂质种类,冠“含”字(其含量允许小于5%)划分亚类型。如：含黄铁矿硬质高岭土，含有机质软质高岭土，含褐铁矿砂质高岭土等。
二、 用途与技术经济指标
高岭土的应用领域不同，对其质量要求截然不同。按工业用途可分为造纸工业用高岭土、搪瓷工业用高岭土、橡胶工业用高岭土和陶瓷工业用高岭土等。在化学成分方面，对造纸涂料、无线电瓷、耐火坩埚等要求高岭土的Ａl2O3和SｉO2接近高岭石的理论值，日用陶瓷，建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡胶和塑料的填充剂对高岭土的Aｌ2Ｏ3含量要求可适当放低,
ＳiO2含量可酌情高些。对Fe2Ｏ3、TiO２、SO３等有害成分,亦有不同允许含量。对CaＯ、ＭgO、K2O、Nａ2Ｏ含量的允许值,不同的用途中也不相同。在工艺性能方面,各应用领域要求的侧重点更为明显。如造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度；陶瓷工业要求有良好的可塑性、成型性能和烧成白度;耐火材料要求有高的耐火度;搪瓷工业要求有良好的悬浮性等。这就决定了高岭土产品规格、牌号的多样性。工业应用高岭土质量的要求按国家标准(GB/T1４563-93)执行，见表4.22.3~4.２2.9。
表4．22.3产品类别、代号及主要用途
表4．22.4各级产品外观质量要求
表4.２2.5造纸工业用高岭土各级产品化学成分和物理性能
表４.２2．6搪瓷工业用高岭土各级产品化学成分和物理性能要求
表4.22.7橡胶工业用高岭土粉各级产品化学成分和物理性能要求
表4.２2.8陶瓷工业用高岭土各级产品化学成分和物理性能要求
表4.２２.9各类产品水分要求
白泥，学名高岭土,商业名瓷土。
高岭土是一种重要的非金属矿产,与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。
高岭土(Ｋａoｌｉn）一词来源于中国江西景德镇高岭村产的一种可以制瓷的白粘土而得名。高岭土矿是高岭石亚族粘土矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩。高岭土的矿物成分由粘土矿物和非粘土矿物组成，前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、变高岭石(１.0nｍ和０.7nｍ埃洛石）、水云母和蒙脱石；后者主要是石英、长石、云母等碎屑矿物,少量的重矿物及一些自生和次生的矿物，如磁铁矿、金红石、褐(针)铁矿、明矾石、三水铝石、一水硬铝石和一水软铝石等。
高岭土的特性和用途
质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中,良好的可塑性和高的粘结性,优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性,很低的阳离子交换量，较高的耐火度等理化性能。
纯净高岭土的外观呈白、浅灰,被其它杂质污染时,可显黑、褐、粉红,米黄等。这些高岭土本身的颜，对烧成以后的泽不一定产生不良影响例如景德镇常用的抚州高岭土,颜白中显粉红,但烧成以后泽洁白。又如我国山西大同所产的炭质高岭土,颜乌黑，但烧成以后泽也很洁白。
高岭土因具有许多优良的工艺性能，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料,化工、农药、医药、纺织、石油、建材及国防等部门,而且在国防尖端技术的应用也很广泛，如电气、原子能、喷气式飞机、火箭、人造卫星、半导体、微波技术、集成电路、广播、电视及雷达等方面几乎都需要陶瓷制品。
高岭土的应用领域不同,对其质量要求截然不同。按工业用途可分为造纸工业用高岭土、搪瓷工业用高岭土、橡胶工业用高岭土和陶瓷工业用高岭土等。在化学成分方面，对造纸涂料、无线电瓷、耐火坩埚等要求高岭土的Ａl2O３和ＳｉO2接近高岭石的理论值,日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡胶和塑料的填充剂对高岭土的Al2O3含量要求可适当放低,SiＯ２
含量可酌情高些。对Fe2O3、TｉO2、SＯ３等有害成分，亦有不同允许含量。对ＣａO、MgＯ、K2O、Na２Ｏ含量的允许值,不同的用途中也不相同。在工艺性能方面，各应用领域要求的侧重点更为明显。如造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度；陶瓷工业要求有良好的可塑性、成型性能和烧成白度;耐火材料要求有高的耐火度；搪瓷工业要求有良好的悬浮性等。
高岭土的主要矿物组成是高岭石,它是一种六角形鳞片状的结晶，也有呈管状或杆状结晶的。从理论上分析,高岭石的化学成分应为：二氧化硅46．５%;三氧化二铝3９．５%;水 １4%。当粘土中三氧化二铝的含量低，而钾、钠等碱金属的氧化物含量高时，就可以判定它的耐火度低，不适于制造耐火制品；如果土中三氧化二铁及二氧化钛等着氧化物含量多，则可以估计烧出的瓷器可能不够洁白,如碳酸盐，硫酸盐或硫化物多,则烧成时很可能产生起泡等缺陷。
高岭土的分类
自然产出的高岭土矿石，根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、云母等矿物粒径>50微米)的含量,可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。
不同的资源秉性，基本决定了该资源可适合发展的产业方向。一般来说，国内的煤系高岭土(硬质高岭土)，比较适合开发为煅烧高岭土,主要应用于各种用途的填料方面。煅烧高岭土由于白度较高，在造纸方面也有应用,且多为生产高档铜版纸，价格昂贵（40０0元/吨左右）。但由于煅烧土主要是增加白度，一般不单独使用，在造纸中用量较水洗土为少。非含煤高岭土（软质高岭土和沙质高岭土),主要应用于造纸涂料和陶瓷行业方面。非煤系高岭土的晶体结构上主要分为单片状(径厚比为8：1)、管状和叠片状。
其中:以茂名盆地为代表的单片状结构高岭土(石)经简单工艺处理即可直接应用于造纸涂料,加工成本相对稍低,附加值较高；以福建龙岩为代表的管状结构高岭土(石)可应用于陶瓷材料、耐火材料;以广西合浦、湛江廉江为代表的叠片状高岭土(石)属风化不完全（形象而言即十月怀胎不足，早产儿）,先天不足,但经剥片处理,也可用于造纸，成本相对茂名土稍高。而且,据专家分析，天然品质的局限性,使得合浦土的粘浓度较低,在目前技术条件下，还无法加工后用于高档造纸涂料。
应当指出的是,这种用途上的分工也不是绝对的。随着技术的进步，高岭土资源天然秉赋上的差异，是可以通过技术的进步来抹平的。当然,技术的可能和可行是完全不同的两种概念，技
术的可行还不能代表工业应用价值。在工业上的实际应用，存在性能价格比问题,成本必须有优势才有应用价值。目前这种用途上的相对区分,是以现有技术为前提的。这也是我国茂名高岭土在目前占有优势的重要原因。
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