Каолинит — глинистый минерал с химическим составом Al2Si2O5(OH)4. Это важный промышленный минерал. Породы, богатые каолинитом, называются каолином. Каолинит, обычная группа глинистые минералы которые гидратированы алюминий силикаты; они содержат основные компоненты каолина (фарфоровой глины). Группа включает каолинит, который химически подобен каолиниту, но аморфен, и его более редкие формы, сталагмит и накрит, галлуазит и аллофан.

Это слоистый силикатный минерал с тетраэдрическим слоем кремнезема (SiO4), связанным с октаэдрическим слоем октаэдров оксида алюминия (AlO6) через атомы кислорода.

Каолинит, накрит и дикит встречаются в виде компактных или зернистых масс и слюдоподобных глыб в виде небольших, иногда удлиненных, шестиугольных пластин. Полевые шпаты являются естественными продуктами изменения фельдшпатоидов и других силикатов. Аноксид, ранее считавшийся минералом группы каолинита с более высоким, чем обычно, соотношением кремнезема и глинозема, теперь считается каолинитом и свободным кремнеземом (в основном некристаллическим). Химическая формула и подробные физические свойства

Каолинит является сырьем для кирпича, керамики и плитки. Он сыграл жизненно важную роль в развитии человеческой цивилизации. Наиболее важным из них является полезные ископаемые является каолинит. Каолинит Образует белые, микроскопические, псевдогексагональные пластинки.

компактные или зернистые массы и слюдоподобные глыбы. Три других минерала — сталагмит, накрит и галлуазит — химически идентичны каолиниту, но моноклинной системы. Четыре встречаются вместе и часто визуально неразличимы.

Каолинит – природный продукт маленький деградация. плагиоклаз и натриево-калиевые полевые шпаты под действием воды, растворенной углекислоты и кислот органических веществ. Используется в сельском хозяйстве; как наполнитель в пищевых продуктах, таких как шоколад; смешанный с пектином в качестве противодиарейного средства; как расширитель краски; в качестве армирующего агента в резине; и в качестве порошкового агента в литейных операциях

Название: Название каолин происходит от Gaoling. Китайская деревня недалеко от Цзиндэчжэня в провинции Цзянси на юго-востоке Китая. Название вошло в английский язык в 1727 году от французского варианта слова: каолин.

Каолинит обладает низкой способностью к усадке-набуханию и низкой емкостью катионного обмена (1–15 мэкв/100 г). Мягкий, землистый, обычно белый минерал (диоктаэдрическая филлосиликатная глина), получаемый химическим путем. выветривание алюмосиликатных минералов, таких как полевой шпат. Во многих частях мира он розово-оранжево-красный с железо оксид, придающий ему характерный цвет ржавчины. Более легкие концентрации дают белый, желтый или светло-оранжевый цвет. Иногда встречаются чередующиеся слои, как, например, в государственном парке Провиденс-Каньон в Джорджии, США. Товарные сорта каолина поставляются и транспортируются в виде сухого порошка, полусухой лапши или жидкой суспензии.

Объединение: Кварцполевой шпат, москвич.

Полиморфизм и серия: Диккит, галлуазит и накрит являются полиморфными

Минеральная группа: Каолинит-серпентиновая группа.

Сотовые данные: Пространственная группа: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ± ¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]

Рентгеновский порошок шаблон: Скалби, Йоркшир, Англия (1А). 7.16 (о.с.), 3.573 (о.с.), 4.336 (о.с.), 2.491 (с), 2.289 (с), 2.558 (мс), 2.379 (мс)

химические свойства

Химическая классификацияФиллосиликаты Каолинит-серпентиновая группа
ФормулаAl2Si2O5 (OH) 4
Общие примесиFe, Mg, Na, K, Ti, Ca, H2O

Структура каолинита с межслоевыми водородными связями

По сравнению с другими глинистыми минералами каолинит химически и структурно прост. Он определяется как глинистый минерал 1:1 или TO, потому что его кристаллы состоят из уложенных друг на друга слоев RO. Каждый слой TO состоит из тетраэдрического (T) слоя ионов кремния и кислорода, связанного с октаэдрическим (O) слоем ионов кислорода, алюминия и гидроксила. Слой T назван так потому, что каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, образующими тетраэдр. Слой O назван так потому, что каждый ион алюминия окружен шестью ионами кислорода или гидроксила, расположенными в углах октаэдра. Два слоя в каждом слое прочно связаны друг с другом через общие ионы кислорода, в то время как слои связаны водородными связями между кислородом на внешней поверхности Т-слоя одного слоя и гидроксилом на внешней стороне О-слоя. следующего слоя.

Структурные преобразования

Глины каолинитовой группы претерпевают ряд фазовых превращений после термообработки на воздухе при атмосферном давлении.

Фрезерование

При измельчении каолинита образуется механохимически аморфная фаза, подобная метакаолину, хотя свойства этого твердого вещества совершенно иные. Для превращения каолинита в метакаолин требуется большая энергия.

Высушивание

При температуре ниже 100 ° C (212 ° F) воздействие сухого воздуха будет медленно удалять жидкую воду из каолина. Конечное состояние этой трансформации называется «сухость кожи». Между 100 ° C и примерно 550 ° C (1,022 ° F) оставшаяся жидкая вода вытесняется из каолинита. Конечное состояние этого превращения называется «костной сухостью». В этом диапазоне температур удаление воды обратимо: если каолин подвергается воздействию жидкой воды, он будет реабсорбироваться и разлагаться на мелкие частицы. Последующие превращения представляют собой необратимые и постоянные химические изменения.

Метакаолин

Эндотермическая дегидратация каолинита начинается при 550-600 ° C и дает неупорядоченный метакаолин, но непрерывная потеря гидроксила наблюдается до 900 ° C (1,650 ° F). Хотя исторически существовало много разногласий по поводу природы фазы метакаолина, обширные исследования привели к общему мнению, что метакаолин представляет собой не простую смесь аморфного кремнезема (SiO2) и глинозема (Al2O3), а скорее сложную аморфную структуру, которая сохраняет некоторые этого. более дальний порядок (но, конечно, не кристаллический) из-за наложения гексагональных слоев.

Физические свойства

Кристалл привычка 
ЦветОт белого до кремового и бледно-желтого, также часто окрашены в различные оттенки, распространены рыжевато-коричневые и коричневые цвета.
ПолосаБелый или бледнее образца.
Твердость2 - 2½
БлескВосковой, Жемчужный, Тусклый, Землистый
РасщеплениеИдеально подходит для {001}.
Прозрачностьполупрозрачный, непрозрачный
Кристальная систематриклинный
УпорствоГибкий, но неэластичный
Плотность2.63 г/см3 (рассчитано)
ПереломНеправильная/неравномерная, раковистая, субраковистая, слюдяная

Оптические свойства

ТипДвухосный (-)
Цвет/плеохроизмОт прозрачного до полупрозрачного в виде монокристаллов
2V:Измерено: от 24° до 50°, рассчитано: 44°
значения РИ:nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570
Двойное лучепреломление0.017
ОблегчениеНизкий
Дисперсия:никто

Вхождение

Он заменяет другие алюмосиликатные минералы при гидротермальной изменение и выветривания. Обычный компонент, из которого может образовываться глинистая фракция осадков путем прямого осаждения.

Каолинит — один из самых распространенных минералов; Как и каолин, его добывают в Малайзии, Пакистане, Вьетнаме, Бразилии, Болгарии, Бангладеш, Франции, Великобритании, Иране, Германии, Индии, Австралии, Южной Корее, КНР, Чехии, Испании, Юж. Африки, Танзании и США.

Каолинитовые сапролитовые чехлы распространены в Западной и Северной Европе. Возраст этих мантий от мезозоя до раннего кайнозоя.

Каолинитовая глина широко распространена в почвах, образованных химической эрозией горных пород в жарком и влажном климате, например, в тропических лесах. При сравнении почв вдоль склона в направлении все более прохладного или более сухого климата доля каолинита уменьшается, а доля других глинистых минералов, таких как иллит (в более холодном климате) или смектит (в более сухом климате) увеличивается. Такие климатически значимые различия в содержании глинистых минералов часто используются для выявления изменений климата в геологическом прошлом, когда древние почвы были погребены и сохранились.

Область использования

  • Минерал каолинит в основном используется (около 50% времени) в производстве бумаги; Его использование придает блеск некоторым типам мелованной бумаги.
    • в керамике (основной компонент фарфора)
    • в зубной пасте
    • как светоизлучающий материал в лампах накаливания белого цвета
    • в косметике
    • В промышленном изоляционном материале под названием Kaowool (разновидность минеральной ваты).
    • в средствах защиты кожи перед работой и барьерных кремах
    • в краске для продления титан диоксид белого пигмента и изменение степени блеска
    • изменять свойства каучука при вулканизации
    • в клеях для изменения реологии
    • в качестве спрея, наносимого на посевы для предотвращения повреждения насекомыми в органическом земледелии и для предотвращения солнечных ожогов на яблоках.
  • В качестве побелки в традиционных домах с каменными стенами в Непале (наиболее распространенный метод - покрасить верх белой каолиновой глиной, а середину - красной глиной; красная глина может доходить до дна или дно может быть окрашено в черный цвет)
  • В качестве наполнителя или в качестве покрытия для улучшения поверхности при производстве бумаги, в качестве наполнителя в Эдисон Diamond Диски Поскольку каолинит может содержать очень маленькие следы уран и торий, как индикатор радиологического датирования, было обычным делом для лечения расстройства желудка (совсем недавно промышленно выпускаемые препараты каолинита для лечения диареи), подобно тому, что попугаи (а позже и люди) первоначально использовали в Южной Америке.
  • для масок для лица или мыла (известного как «белая глина») обертывания тела, спа-процедуры для тела, такие как коконы, или просто точечные процедуры, такие как ноги, спина или руки. Можно добавить эфирное масло для придания приятного аромата или добавить морские водоросли для повышения пищевой ценности лакомства.
  • в качестве адсорбента при очистке воды и сточных вод для улучшения свертывания крови в диагностических процедурах, например, время свертывания каолина
  • в виде метакаолина, модифицированного в виде пуццолана; При добавлении в бетонную смесь метакаолин ускоряет гидратацию портландцемента и вступает в пуццолановую реакцию с портландитом, образующимся при гидратации основных цементных минералов (например, алита).
  • в виде модифицированного метакаолина в качестве основного ингредиента геополимерных композиций

Безопасность

Люди могут подвергаться воздействию каолина на рабочем месте при вдыхании порошка или при контакте с кожей или глазами.

Охрана труда и здоровья

Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) установило установленный законом предел (допустимый предел воздействия) для воздействия каолина на рабочем месте в размере 15 мг/м3 общего воздействия и 5 мг/м3 воздействия на органы дыхания при 8-часовом рабочем дне. Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 10 мг/м3 общего воздействия TWA 5 мг/м3 воздействия на органы дыхания в течение 8-часового рабочего дня.

Геотехническая инженерия

Araştırma sonuçları, kaolinitin jeoteknik mühendisliğinde kullanımının alternatif olarak, özellikle mevcudiyeti toplam kaya kütlesinin %10,8'inden azise, ​​daha güvenli illit ile değiştirilebileceğini göstermek тедир.

Распределение

Чистый материал из многих мест, в том числе:

  • в Каулин, провинция Цзянси, Китай.
  • В многочисленных глиняных карьерах в Корнуолле и Девоне, Англия.
  • В Лиможе, Верхней Вьенне, Франция.
  • Рядом с Дрезденом, Кеммлицем и Цетлицем, Саксония и в других местах Германии.
  • Большой депозиты в Донбассе, Украина.
  • В США в Macon, Bibb Co., Джорджия; на руднике Dixie Clay Company и в Lamar Pit, недалеко от Бата, Aikin Co., Южная Каролина; недалеко от Вебстера, Джексон Ко, Северная Каролина; недалеко от Мерфрисборо, Пайк Ко, и в Гринвуде, Себастьян Ко, Арканзас; из Меса-Альта, Рио-Арриба, Нью-Мексико.
  • В Юбердо, Квебек, и недалеко от Уолтона, Новая Шотландия, Канада.

Рекомендации

  • Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2018 г., 25 января). Каолинит. Британская энциклопедия. https://www.britannica.com/science/каолинит
  • Боневиц, Р. (2012). Камни и минералы. 2-е изд. Лондон: Издательство ДК.
  • Дана, JD (1864). Руководство по минералогии… Wiley.
  • Справочник минералогии.org. (2019). Справочник минералогия. [онлайн] Доступно по адресу: http://www.handbookofmineralogy.org [По состоянию на 4 марта 2019 г.].
  • Mindat.org. (2019): Информация о минералах, данные и местонахождения.. [онлайн] Доступно по адресу: https://www.mindat.org/ [Доступно. 2019].
  • Смит.эду. (2019). Науки о Земле | Колледж Смита. [онлайн] Доступно по адресу: https://www.smith.edu/academics/geosciences [По состоянию на 15 марта 2019 г.].