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高嶺土在陶瓷行業(yè)以外的應用
發(fā)布時(shí)間：
2021-04-29 09:33
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高嶺土是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土巖，其礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長(cháng)石等礦物組成。我國是高嶺土的故鄉，名稱(chēng)起源于江西省景德鎮高嶺村。品位較高的高嶺土有較高的白度，質(zhì)地較軟，有非常好的可塑性和粘結性，電絕緣性、抗酸溶性都較為優(yōu)秀，耐火性能也較為出色。因其較為優(yōu)異的理化性能，高嶺土被廣泛應用于多個(gè)領(lǐng)域，是一種非常重要的礦物原料。
高嶺土用途十分廣泛，主要用于陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、耐火材料及水泥工業(yè)、橡膠工業(yè)、石油化工、醫藥紡織等多個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)在國防尖端技術(shù)領(lǐng)域也有應用，下文將對高嶺土除陶瓷以外的主要應用領(lǐng)域及其工藝進(jìn)展做簡(jiǎn)單介紹。
高嶺土
一、高嶺土的常規應用
1、造紙工業(yè)
高嶺土在造紙工業(yè)中的用量遠超其他行業(yè)。高嶺石粘土粘土的粒度小，剝離后具有良好的鱗片和片狀形態(tài)，片徑與厚度比例大，化學(xué)性質(zhì)穩定，所以被用作造紙填料和紙張涂層以提高紙張的光澤度、充填紙張纖維之間的空隙、提高不透明度等。
用作填料，在改善紙張眭能的同時(shí)還可以降低成本；用作涂布料，則可以改善紙張對油墨的滲透性、包容性以及紙張的外觀(guān)。在造紙中對高嶺石的主要求是粒度及雜質(zhì)含量，要求粒度小于2μm，白度大于86％。
高嶺土是造紙工業(yè)不可缺少的原料
2、耐火材料
高嶺土具有良好的耐火性，常用來(lái)生產(chǎn)耐火材料，其制品能在高溫下承受負荷而不變形。以高嶺石為主要成分的高嶺土，以及膨潤土和鋁土礦等，據其耐高溫的用途，統稱(chēng)為耐火粘土。某些帶色的高嶺土，不能用于陶瓷和造紙，卻是耐火材料的好原料。
高嶺土用作耐火材料制品主要有兩類(lèi)：耐火磚、硅鋁棉。前者耐火度不低于1730℃．可據需要制成各種尺寸與形狀的耐火磚。后者是一種輕質(zhì)耐火保溫材料。是高嶺土在1000～1100℃焙燒，再用2000℃電弧爐將礦石熔融，在高速氣流下吹制成棉。
高嶺土可用于制備硅鋁棉耐火制品
3、涂料工業(yè)
高嶺土由于其色白、價(jià)廉、流動(dòng)性好、化學(xué)性質(zhì)穩定、表面陽(yáng)離子交換量大，很早就被用作涂料和油漆的填料，可用于改善涂料的涂刷性、涂料體系儲存穩定性、涂層的抗吸潮性等。
高嶺土幾乎可以適應所有的涂料體系，從底漆到面漆，所有的固體成分、各種涂膜的厚度以及光澤。
高嶺土可適應各類(lèi)涂料體系
4、橡膠工業(yè)
高嶺土填充到橡膠的膠體混合物中?？梢栽鰪娤鹉z的化學(xué)穩定性、耐磨性和機械強度，延長(cháng)硬化時(shí)間，還可以改善橡膠的流變性、混煉性、硫化性，提高未硫化制品的粘稠度，防止其凹陷、塌軟、下垂、變形、扁管等。
高嶺土橡膠制品的防水性、通透性、防火抗燃性、化學(xué)活性等特性也得到了極大的改善。同時(shí)，高嶺土在橡膠中還可以作為填料，在不影響橡膠性能的同時(shí)可以大幅降低成本。
高嶺土影響橡膠制品的綜合性能
5、電纜工業(yè)
生產(chǎn)高絕緣性能電纜無(wú)疑需要超量加入電性能改良劑。而高嶺土則是能制成電性能改良劑極好的產(chǎn)品。高嶺土經(jīng)適當溫度煅燒后有極高的電阻率，不同煅燒溫度的高嶺土空隙率不一樣，空隙對電纜材料中一些較活潑的有害成份有一定的吸附作用，能提高電纜絕緣性；
煅燒高嶺土再經(jīng)表面改性，可以提高其在高分子材料中的分散性，增強制品的性能，可在有機高分子材料一改性劑一煅燒高嶺土之間產(chǎn)生良好的結合界面，使煅燒高嶺土在電纜中能均勻分散，起到更好的橋梁作用。在要求電絕緣性能較高的塑料電纜及絕緣材料中，需添加改性煅燒高嶺土。
高嶺土可用于絕緣電纜
6、化妝品及醫藥
高嶺土主要成分為含水硅酸鋁，一般為白色或淡黃色細粉，對皮膚的黏附性能好，有抑制皮脂及吸汗的性能，在化妝品中可與滑石粉配合使用，有效緩解消除滑石粉光澤的作用，主要用作散粉、眼影、爽身粉、香餅、粉餅、胭脂等各種粉類(lèi)的化妝品的重要原料。除了可用在化妝領(lǐng)域，高嶺土在醫藥領(lǐng)域，可用作載體和藥劑成片的助劑。
高嶺土在化妝品中用途廣泛
7、在水處理和環(huán)保工程中的應用
環(huán)境污染物的消除需要消耗大量的能源，給能源產(chǎn)業(yè)提出了嚴峻挑戰。尋找一種較為廉價(jià)的環(huán)境凈化材料，降低污染物的處理成本，提高凈化效率，已成為環(huán)境保護中亟待解決的問(wèn)題。
層狀硅酸鹽黏土礦物（例如高嶺土）的儲量豐富、價(jià)格低廉。因其獨特的層狀結構而具有良好的吸附性能和離子交換性能，在廢水、廢氣及土壤修復等眾多環(huán)境治理領(lǐng)域表現出廣闊的應用前景。
改性高嶺土可用于飲用水殺菌除濁處理
應用舉例：自來(lái)水廠(chǎng)的混凝絮凝消毒大多數是使用無(wú)機高分子混凝絮凝劑和氯氣，但同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生一系列的有毒物質(zhì)如：CHCl3、CCl4和CH2ClCOOH等。目前有研究人員采用改性高嶺土在pH值為6.5?8.5、Al/Si摩爾比為5.0(Al=10.5%，Si=2.1%，Fe=3.8%)，劑量為200×10-6時(shí)可以對水源水的除濁和消毒有著(zhù)較好效果。
二、高嶺土的應用新進(jìn)展
1、高嶺石有機插層材料
插層法一般是由有機物分子或層狀聚合物插入層狀無(wú)機物中制備出插層復合材料。由此法制得的復合材料，其力學(xué)性能得到大大的改善，同時(shí)還獲得了其它新的功能特性。
高嶺土在結構上是具有特殊層狀的含水鋁硅酸黏土礦物，它的主要礦物組成為八面體層狀硅酸鹽，層間以氫鍵結合，不含可交換陽(yáng)離子；層與層之間具有較強的結合力，很難與有機化合物發(fā)生插層反應。但是一些強極性的有機小分子，可以直接插入到高嶺石層間。其它有機分子利用有機小分子與高嶺石也可形成夾層復合物作為前驅體，用取代置換法插人到高嶺石層間生成插層材料。
2、石油催化裂化催化劑
在石油化工方面，隨著(zhù)世界原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化。在催化裂化過(guò)程中，摻煉重油、渣油已成為煉油廠(chǎng)普遍采用的加工方式。由于重油中含較多的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和重金屬，這就要求催化劑具有較高的基質(zhì)活性、較強的抗重金屬污染能力、較好的催化活性和選擇性。
高嶺土用于重油催化
在催化劑中，高嶺土一直只作為惰性載體。不參與裂化反應?，F階段的研究發(fā)現高嶺土經(jīng)過(guò)改性可具有一定的孔結構和裂化性能，可增強基質(zhì)活性，使重油分子在基質(zhì)上面得到初步裂解。
3、納米高嶺土
納米材料由于尺寸特殊而具有許多奇特性能，如能屏蔽紫外線(xiàn)、電磁波，用于軍事、通信、電腦等行業(yè)；在飲水機、冰箱生產(chǎn)過(guò)程中添加納米黏土，具有抗菌、消毒作用；在陶瓷制作中添加納米黏土，使陶瓷強度提高50倍，可用來(lái)制造發(fā)動(dòng)機零件。
添加納米材料的塑料，密度低、耐熱性好、強度高，特別是耐磨性有大幅度提高，且具有阻燃自熄滅性，可以用來(lái)制作管材、汽車(chē)機械零件、啤酒和肉類(lèi)制品包裝材料等。
4、合成沸石分子篩
高嶺土的主要化學(xué)成分是硅和鋁，可作為硅鋁源，用于合成沸石分子篩的過(guò)程。其中，高嶺土微球原位晶化后可用作催化劑，并進(jìn)一步制成具有特殊性能的Y型沸石。
利用高嶺土合成的沸石分子篩，包括催化劑在內，比凝膠法更有優(yōu)勢。其合成的沸石顆粒大小、活性、抗重金屬性、水熱穩定性等特性均得到很大的改善。同時(shí)高嶺土價(jià)廉易得、合成過(guò)程成本低，使其在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)生產(chǎn)上都受到人們的廣泛關(guān)注。
Y型沸石電鏡圖
高嶺土
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