ماهو الكاولين و ماهو تركيبه الكيميائي

اعداد المهندس مظفر كاخيا

الكاولين ( الكاولينيت)


الكاولين هو طين أبيض ناعم للغاية عند لمسه. حصل على هذا الاسم نسبة الى منطقة الكاولين الصينية ، حيث تم تعدينه لأول مرة بعد فترة وجيزة من اكتشافه ، و أصبحت المادة معروفة في جميع أنحاء العالم.
نظرًا لخصائصه الفريدة وتكوينه الكيميائي الغني ، وجد الكاولين تطبيقًا واسعًا في العديد من مجالات الصناعة.
ماذا يوجد في الطين الأبيض؟
من حيث التركيب الكيميائي ، الطين هو عبارة عن سيليكات الألومنيوم المائية . يعتمد الصخر على مادة الكاولين. تشمل الإضافات  الفلسبار والكوارتز والميكا وأكاسيد الألومنيوم والحديد.
يمنحه التركيب الكيميائي الفريد للكاولين العديد من الصفات المفيدة:
القدرة على امتصاص الرطوبة جيدًا وتغيير الشكل ؛
الحران – نقطة الانصهار هي 1750-1800 درجة مئوية .
قوة عالية بعد التجفيف والحرق  .
كشط ضعيف .
محتوى منخفض من مكونات التلوين .
التوصيل الكهربائي المنخفض.
تؤدي الخصائص المذكورة أعلاه إلى الاستخدام المتكرر للكاولين في مختلف الصناعات.
مجالات الاستخدام
يستخدم الطين الأبيض بتركيبة كيميائية غنية لإنتاج:
مخاليط الطلاء
منتجات البورسلين والخزف ،
صهر المواد،
ورقة
مستحضرات التجميل،
الأدوية.
سيضمن الكاولين ذو التركيب الكيميائي الجيد قوة ومتانة لمنتجات السيراميك والبورسلين.

إذا قمت بشراء الطين الخزفي من موردين موثوقين ، فيمكنك التأكد من أن المنتجات المصنوعة منه ستعمل لسنوات عديدة.

التركيب المعدني للكاولين

يتكون هيكل الكاولين من طبقات أو صفائح من رباعي السطوح مبنية من SiO 4 رباعي السطوح . وأوكتاهدرا AlO 6 . تشكل مجموعة الطبقات حزمة أولية ، وتشكل مجموعة الحزم الأولية n لوحة كاولين.

هيكل الكاولين
هيكل الكاولين المخصب
عادة ما تكون الأبعاد الفعلية لألواح الكاولين من 0.1 إلى 3.0 ميكرون ، وسمكها من 0.05 إلى 2 ميكرون. إن وجود الهيدروكسيل على السطح القاعدي لحزمة الكاولين يخلق ظروفًا لترطيبها جيدًا بالماء ، ومع ذلك ، قد تكون كميات صغيرة من جزيئات الماء بين العبوات ، خاصة في الكاولين سيئة التبلور ، ويصل سمك العبوة في المتوسط ​​إلى 7.2 ، A ، وهو نموذجي للكاولين في الرواسب Zhuravliny Log ، الذي يحتوي على بنية سيئة التبلور.

لا يتميز مركز الكاولين Zhuravliny Log بوجود المعدن الرئيسي المكون للصخور – الكاولينيت (89-92٪) ، الكوارتز (5-7٪) ، الخط الدقيق حتى 4٪ ، بالإضافة إلى وجود طور السميكتايت المضطرب. و يتضمن تكوين الكاولينيت، الإليت والكوارتز وميكروكلين.

Diffractogram من الكاولين المخصب لم يتم العثور على المونتموريلونيت (السميكتايت) كطور معدني مستقل ، ولكن الزيادة في الخلفية في منطقة الزاوية المنخفضة تشير إلى وجود مرحلة سميكتايت مضطربة. درجة تبلور الكاولينيت منخفضة ، مؤشر التبلور 0.8 في المتوسط.
Diffractogram من الكاولين المخصب
وضع العلامات

منحنى توزيع الجسيمات للكاولين المخصب ، ميكرومتر الكاولين المخصب من رواسب Zhuravliny Log عبارة عن مسحوق به محتوى جسيمي أقل من 20 ميكرومتر من حوالي 90٪ ، بينما محتوى الجسيمات الأقل من 2 ميكرومتر في حدود 40-60٪ ، اعتمادًا على نوع الكاولين.
منحنى توزيع الجسيمات للكاولين المخصب ، ميكرومتر


خصائص الانسيابية

وفقًا لقدرته على المقاومة ، ينتمي الكاولين إلى طين شديد المقاومة للحرارة ، ونقطة الانصهار هي 1750-1800 درجة مئوية وأعلى.

تعتمد درجة تلبيد الكاولين على محتوى المكونات القلوية (K 2 O + Na 2 O). امتصاص الماء عند درجة حرارة إطلاق 1350 0 С من الكاولين العادية (مع K 2 O محتوى تصل إلى 1.5٪) 5-7٪، في حين انكماش (انخفاض حجم) هو 14-15٪، لطفالات القلوية: امتصاص الماء 1.5-3٪، انكماش 15-16٪.

وفقًا لتصنيف الطين وفقًا لرقم اللدونة ، ينتمي الكاولين إلى مجموعة الطين منخفض اللدونة ، مع عدد لدونة من 5-7.  يتم تصنيف الكاولين في إيداع Zhuravliniy Log على أنه يصعب تسييل الكاولين مع معدلات امتصاص عالية للميثيلين الأزرق ، والتي تتراوح من 12 إلى 24 مجم / جم.

يعتمد لون الكاولين في الحالة الخام والمحرقة على التركيب المعدني ووجود شوائب مختلفة. من خلال لون الشظية المحترقة ، ينتمي kaolin Zhuravliny Log إلى طين الكاولين الأبيض المحترق. وفقًا لمحتوى أكاسيد التلوين (Fe 2 O 3 + TiO 2 ) ، ينتمي الكاولين إلى مجموعة ذات محتوى منخفض من أكاسيد التلوين تصل إلى 1.5٪.

التركيب الكيميائي للكاولين المخصب

SiO 2
Fe 2 O 3
TiO 2
Na 2 O
CaO
الكاولين المخصب له صلابة موس تتراوح من 1 إلى 1.5 ؛ الجاذبية النوعية 2.58-2.60 جم ​​/ سم 3 ؛ الوزن السائب ( مسحوق الكاولين ) 0.25 – 0.3 جم / سم 3.

التغييرات الفيزيائية

عند التسخين إلى 650-700 درجة مئوية (التكليس بدرجة حرارة منخفضة) ، تتم إزالة الهيدروكسيل الهيكلي ويتم الحصول على ميتاكولين غير متبلور. تنخفض الثقل النوعي للكاولين أثناء العملية من 2.58 إلى 2.50 ، بينما تقل الصلابة والمسامية ، وبالتالي السطوع والبياض ، وتشتت الضوء وامتصاص الزيت. عند مزيد من التسخين ، يتحول الميتاكولين (عند درجة حرارة 925-950 درجة مئوية) إلى الألومنيوم والسيليكونالإسبنيل ، الذي عندما ترتفع درجة الحرارة أعلاه ، يتحول إلى موليت بمزيج من الكريستوباليت. يتم الحصول على الكاولين المكلس بالكامل مع أقصى سطوع وتشتت للضوء بالتسخين إلى 1000-1150 درجة مئوية. هذه درجة حرارة كافية للتدمير الكامل للبنية غير المتبلورة ، ولكن بدون التحول المعدني إلى موليت ، بينما تزداد الجاذبية النوعية إلى 2.6-2.7 ، صلابة موس هي 6-7.

 

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.