الكاولين هو معدن غير معدني، وهو عبارة عن صخرة طينية وطينية تتكون أساسًا من معادن طينية من مجموعة الكاولينيت. تم تسميتها على اسم قرية Gaoling في جينغدتشن بمقاطعة جيانغشي. الكاولين النقي أبيض اللون وحساس وناعم الملمس، وله خصائص فيزيائية وكيميائية جيدة مثل اللدونة ومقاومة الحريق. يتكون تركيبها المعدني بشكل رئيسي من معادن مثل الكاولينيت، الهالوسيت، الهيدروميكا، الإليت، المونتموريلونيت، بالإضافة إلى الكوارتز والفلسبار. يستخدم الكاولين على نطاق واسع في صناعة الورق والسيراميك والمواد المقاومة للحرارة، يليه الطلاء والحشو المطاطي وطلاء المينا والمواد الخام للأسمنت الأبيض. يتم استخدام كمية صغيرة في البلاستيك والطلاء والأصباغ وعجلات الطحن وأقلام الرصاص ومستحضرات التجميل اليومية والصابون والمبيدات الحشرية والأدوية والمنسوجات والبترول والكيماويات ومواد البناء والدفاع الوطني وغيرها من القطاعات الصناعية.
نظرة عامة أساسية على الكاولين
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للكاولين
الخصائص الفيزيائية والكيميائية: هو في الغالب غير لامع، ذو مظهر نقي ورقيق. وإذا كان يحتوي على شوائب، فيمكن أن يكون له ألوان مثل الرمادي والأصفر والبني. يمكن أن يظهر المظهر على شكل كتل تربة فضفاضة أو كتل صخرية كثيفة اعتمادًا على الأصل. الكثافة 2.54-2.60 جم/سم3. نقطة الانصهار حوالي 1785 درجة مئوية. وهي تتميز بالليونة، ويمكن تشكيل التربة الرطبة إلى أشكال مختلفة دون أن تنكسر، ويمكن أن تظل دون تغيير لفترة طويلة.
الأنواع الوراثية لرواسب الكاولين
استنادًا إلى نشأة رواسب الكاولين والاختلافات في جيولوجيا التمعدن، والظروف الجغرافية، وحجم الرواسب، وتشكل الجسم الخام وخصائص حدوثه، وتركيبة المواد الخام التي تعكسها عمليات التمعدن المختلفة، تقسم "مواصفات الاستكشاف الجيولوجي لرواسب الكاولين" رواسب الكاولين في الصين. إلى ثلاثة أنواع وستة أنواع فرعية.
- نوع التجوية: ينقسم أيضًا إلى نوع فرعي من التجوية المتبقية ونوع فرعي من التجوية؛
- نوع التغير الحراري المائي: ينقسم أيضًا إلى أنواع فرعية للتغير الحراري المائي وأنواع فرعية للتغير الحراري المائي الحديث؛
- النوع الرسوبي: ويمكن أيضًا تقسيمه إلى أنواع فرعية من التجوية الرسوبية والرسوبية، بالإضافة إلى أنواع فرعية من صخور طين الكاولينيت في الطبقات الحاملة للفحم.
الأنواع الصناعية لخام الكاولين
وفقًا لقوامها ولدونتها وكتلة الرمل، يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أنواع:
- الكاولين الصلب: وهو صلب وليس له أي ليونة، ولكنه يتمتع بالليونة بعد سحقه وطحنه ناعماً.
- الكاولين الناعم: وهو ناعم وله مرونة قوية، مع نسبة كتلة رملية أقل من 50%؛
- الكاولين الرملي: وهو ناعم وله لدونة ضعيفة، ونسبة كتلة الرمل >50%.
نظرة عامة على موارد الكاولين العالمية
موارد الكاولين في العالم وفيرة وموزعة على نطاق واسع. تمتلك دول مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والبرازيل والهند وبلغاريا وأستراليا وروسيا موارد الكاولين عالية الجودة. في الوقت الحاضر، حدد العالم ما يقرب من 20.9 مليار طن من موارد الكاولين.
رواسب الكاولين الرئيسية في الداخل والخارج
(1) جورجيا، الولايات المتحدة الأمريكية —— يعد حزام الكاولين في ولاية كارولينا الجنوبية أكبر منطقة مستودعات وإنتاج للكاولين في الولايات المتحدة. الودائع في هذه المنطقة هي رواسب رسوبية ثانوية. وما يميز خام الكاولين هذا هو تجانسه الجيد، حيث يتم تصنيف الكاولين بشكل طبيعي حسب حجمه أثناء الترسيب الطبيعي.
(2) رواسب الكاولين في منطقة كورنوال في المملكة المتحدة هي رواسب أولية متغيرة حرارياً مائيًا مع محتوى منخفض من الحديد وبياض ممتاز. إن ظروف التمعدن الخاصة هذه تجعل الكاولين المنتج في المملكة المتحدة مشهورًا عالميًا.
سطوع البياض
البياض هو أحد المعالم الرئيسية للأداء التكنولوجي للكاولين، والكاولين عالي النقاء أبيض. ينقسم بياض الكاولين إلى بياض طبيعي وبياض مكلس. بالنسبة للمواد الخام الخزفية، يكون البياض بعد التكليس أكثر أهمية، وكلما زاد البياض المكلس، كانت الجودة أفضل. تنص عملية السيراميك على أن التجفيف عند 105 درجة مئوية هو معيار التصنيف للبياض الطبيعي، والتكليس عند 1300 درجة مئوية هو معيار التصنيف للبياض المكلس. يمكن قياس البياض باستخدام مقياس البياض. مقياس البياض هو جهاز يقيس انعكاس الضوء عند الأطوال الموجية 3800-7000 Å (أي 1 أنجستروم = 0.1 نانومتر). في مقياس البياض، تتم مقارنة انعكاس عينة الاختبار مع انعكاس العينة القياسية (مثل BaSO4، MgO، وما إلى ذلك)، مما يؤدي إلى قيمة بياض (مثل بياض 90، وهو ما يعادل 90% من البياض انعكاس العينة القياسية).
السطوع هو خاصية عملية مشابهة للبياض، أي ما يعادل البياض تحت إشعاع الضوء بطول موجة 4570 أنجستروم.
ويرتبط لون الكاولين بشكل رئيسي بأكاسيد المعادن أو المواد العضوية التي يحتوي عليها. بشكل عام، يحتوي على Fe2O3 ويظهر باللون الأحمر الوردي أو الأصفر البني؛ يحتوي على Fe2+، ويظهر باللون الأزرق الفاتح والأخضر الفاتح؛ تحتوي على MnO2 باللون البني الفاتح؛ وإذا كانت تحتوي على مادة عضوية تظهر باللون الأصفر الفاتح، والرمادي، والأزرق، والأسود، وغيرها من الألوان. وجود هذه الشوائب يقلل من البياض الطبيعي للكاولين، كما يمكن أن تؤثر معادن الحديد والتيتانيوم أيضًا على البياض المكلس، مما يسبب بقعًا ملونة أو ندبات ذائبة على الخزف.
توزيع حجم الجسيمات
يشير توزيع حجم الجسيمات إلى النسبة (معبرًا عنها بنسبة المحتوى المئوية) للجزيئات الموجودة في الكاولين الطبيعي ضمن نطاق معين من أحجام الجسيمات المختلفة المستمرة (معبرًا عنها بحجم الشبكة بالمليمترات أو الميكرومترات). تعتبر خصائص توزيع حجم الجسيمات للكاولين ذات أهمية كبيرة في الانتقائية وتطبيق الخامات. حجم جسيماته له تأثير كبير على اللدونة، ولزوجة الطين، وسعة التبادل الأيوني، وأداء القولبة، وأداء التجفيف، وأداء التلبيد. يتطلب خام الكاولين معالجة فنية، وقد أصبح ما إذا كان من السهل معالجته بالدقة المطلوبة أحد معايير تقييم جودة الخام. لدى كل قسم صناعي متطلبات محددة لحجم الجسيمات ودقتها للاستخدامات المختلفة للكاولين. إذا كانت الولايات المتحدة تتطلب أن يكون الكاولين المستخدم كطلاء أقل من 2 μ، فإن محتوى m يمثل 90-95%، وحشو صناعة الورق أقل من 2 μ، ونسبة m هي 78-80%.
طحن وتجهيز الكاولين
أما بالنسبة لطرق معالجة الكاولين الحالية، فهناك طريقتان: التكسير الميكانيكي والتكسير بتدفق الهواء. يتم استخدام التكسير الميكانيكي عمومًا للتكسير إلى حوالي 300-1000 شبكة، ولكن عملية التكسير الخاصة به ميكانيكية، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الحديد والشوائب الأخرى في المسحوق الناعم المسحوق، وهو أمر معيب للصناعات ذات متطلبات النقاء العالية؛ بسبب التصادم والقص بين المواد في سحق تدفق الهواء، دون مشاركة وسائط التكسير، يتم ضمان نقاء المواد بشكل فعال، وبالتالي تلبية كفاءة التطبيق للصناعات ذات متطلبات النقاء العالية. في نفس الوقت، يمكن أن تصل دقة الطحن لطاحن تدفق الهواء إلى 5000 شبكة (يمكن تعديل نطاق النعومة من 1000 شبكة إلى 5000 شبكة).
