基本介紹
- 中文名：高嶺石
- 外文名：kaolinite
- 別名：觀音土、白鱔泥、膨土岩
- 類別：矽酸鹽礦物
- 化學式：Al4[Si4O10](OH)8
- 分子量：258.16 u
- 顏色：白色，有時雜質含紅、藍或棕色
- 光澤：無光澤
- 透明度：透明至半透明
- 條痕：白色
- 晶系：三斜晶系
- 解理：無解理
- 斷口：平坦狀斷口
- 硬度：2 - 2.5
- 晶體慣態：黏土狀
- 密度：2.60~2.63
- 比重：2.16 - 2.68
- 套用：陶瓷原料、造紙原料、橡膠、塑膠的填料、耐火材料原料
- 其他特徵：具有可塑性
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釋義
高嶺石(kaolinite) 亦稱“高嶺土”、“瓷土”。一種黏土礦物。因首先在江西景德鎮附近的高嶺村發現而得名。由長石、普通輝石等鋁矽酸鹽類礦物在風化過程中形成。呈土狀或塊狀，硬度小，濕潤時具有可塑性、黏著性和體積膨脹性，特別是微晶高嶺石(亦稱“蒙脫石”、“膠嶺石”)膨脹性更大(可達幾倍到十幾倍)。由微晶高嶺石和拜來石為主要成分的稱“斑脫土”。
特徵與分布
特徵
高嶺石英文名稱為kaolinite。主要是長石和其他矽酸鹽礦物天然蝕變的產物，是一種含水的鋁矽酸鹽。高嶺石為或緻密或疏鬆的塊狀，一般為白色，如果含有雜質便呈米色。高嶺石純者白色，因含雜質可染成其它顏色。集合體光澤暗淡或呈蠟狀。具極完全解理，硬度2.0~3.5，相對密度2.60~2.63。緻密塊體具粗糙感，乾燥時具吸水性，濕態具可塑性，但加水不膨脹。高嶺石亞族包括高嶺石、地開石、珍珠石三種多型。它們的理論結構式為Al4[Si4O10](OH)8，層間不含水。
分布
高嶺石分布很廣，主要是由富鋁矽酸鹽在酸性介質條件下，經風化作用或低溫熱液交代變化的產物。在低溫熱液作用下，當含CO2的酸性水溶液作用於不含鹼的鋁矽酸鹽和矽酸鹽時，可引起高嶺石化作用，形成的高嶺石常依長石、雲母、黃玉等成假象。
中國高嶺石的著名產地有江西景德鎮、江蘇蘇州、河北唐山、湖南醴陵等。世界其它著名產地有英國的康沃爾和德文、法國的伊里埃、美國的喬治亞等。高嶺石是陶瓷的主要原料，在其它工業中也有廣泛使用。
高嶺石經風化或沉積等作用變成高嶺土，而高嶺土則是製作陶瓷的原料。除此以外，高嶺土還可作為化工填料、耐火材料、建築材料等等，用途十分廣泛。中國江西的景德鎮有一個高嶺村，這裡盛產高嶺土，故名。明末，在景德鎮高嶺村開採此礦，後經德國地質學家李希霍芬按高嶺土之音譯成“Kaolin”介紹到世界礦物學界。
結構形態
高嶺石屬於三斜晶系，a0=0.514nm，b0=0.893nm，c0=0.737nm，α=91.8，β=104.7，γ=90，Z=1。結構屬TO型，即結構單元層由矽氧四面體片與“氫氧鋁石”八面體片連結形成的結構層沿c軸堆垛而成。層間沒有陽離子或水分子存在，強氫鍵（O-OH=0.289nm）加強了結構層之間的連結。
實際結構中，由於“氫氧鋁石”片的變形以及大小（a0=0.506nm，b0=0.862nm）與矽氧四面體片的大小(a0=0.514nm，b0=0.893nm)不完全相同。因此，四面體片中的四面體必須經過輕度的相對轉動和翹曲才能與變形的“氫氧鋁石”片相適應。
高嶺石中結構層的堆積方式是相鄰的結構層沿a軸相互錯開1/3a，並存在不同角度的旋轉。所以，高嶺石存在著不同的多型。最常見的多型是1Tc，其次有迪開石（dickite）和珍珠石(nacrite)，而1M多型少見。通常所說的高嶺石是指1Tc高嶺石。
上述高嶺石結構層在堆疊過程中，如果在層間域內充填一層水分子，則形成埃洛石Al4[Si4O10](OH)8·4H2O。在埃洛石的晶體結構中，由於層間水分子的存在，破壞了原來較強的氫鍵連結系統，矽氧四面體片與“氫氧鋁石”片之間的差異通過捲曲才能得以克服。從而使埃洛石呈四面體片居外、八面體片居內的結構單元層的捲曲結構形態出現。因此，埃洛石的結構可視為被水分子層隔開的高嶺石結構，c0=1.01nm。
多呈隱晶質緻密塊狀或土狀集合體。電鏡下呈自形六方板狀、半自形或它形片狀晶體。鱗片大小一般為0.2~5μm，厚度0.05~2μm。有序度高的2M1高嶺石鱗片可達0.1~ 0.5mm，有序度最高的2M2高嶺石鱗片可達5mm。集合體通常為片狀、鱗片狀、放射狀等。
主要套用
工業套用
高嶺土的開發和利用，為景德鎮制瓷業的快速發展奠定了堅實的基礎，對世界陶瓷工藝的發展起了重大的變革作用。隨著瓷胎最初的單料成瓷（使用瓷石一種原料製造瓷器）到後來的二元配方（使用瓷石和高嶺土兩種原料製造瓷器），制瓷工藝也日益優異。以高嶺土作為制瓷原料，大大促進了陶瓷工藝水平和製品質量的提高，促進了陶瓷的發展。
高嶺石具有白度和亮度高、質軟、強吸水性、易於分散懸浮於水中、良好的可塑性和高的粘接性、抗酸鹼性、優良的電絕緣性、強的離子吸附性和弱的陽離子交換性以及良好的燒結性和較高的耐火度等性能。我國有極其豐富的高嶺石礦物，僅廣東就有6個大型高嶺土礦床。納米高嶺石可用於塗料、造紙、環保、紡織、高檔化妝品、高溫耐火材料的製造。我國使用的塗料大多是傳統的有機化學溶劑型塗料，存在有毒性，危害人體健康，且耐洗刷性差。利用納米技術研製的納米高嶺石塗料顆粒細、白度高、分散性好、化學穩定性好、耐洗刷性可提高1000倍，無毒無害，具有自潔性、抗沾污性、抗老化性、透氣性，殺菌和防霉能力強，流變性、塗刷性、彈性好（可防止裂紋產生），質感細膩。另外，還可以製成不同用途的特種納米塗料，如抗紫外線塗料、隱身塗料等。現我校納米技術研究所已完成高嶺石納米化的實驗室研究工作，生產工藝成熟，中試已完成。
技術特點
納米高嶺石塗料顆粒細、白度高、分散性好、化學穩定性好、耐洗刷性可提高1000倍。納米高嶺石還可用於造紙、環保、紡織、高檔化妝品、高溫耐火材料的製造。納米塗料、陶瓷、造紙、塗層的研究和生產，申報國家專利，並與中外企業、公司合作建立股份有限公司，將產品打入國內、外市場，創造顯著的經濟效益。
