高岭石

金砂珠宝

高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物，是一种含水的铝硅酸盐。它还包括地开石、珍珠石和埃洛石及成分类似但非晶质的水铝英石，因此叫作一它们属于粘土矿物。

中文名：高岭石	外文名：kaolinite	颜色：白色，有时杂质含红、蓝或棕色
硬度：2-2.5	化学式：Al2Si2O5(OH)4	透明度：透明至半透明

1高岭石是什么

高岭石英文名称为kaolinite，主要是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物，是一种含水的铝硅酸盐。它还包括有地开石、珍珠石和埃洛石及成分类似但非晶质的水铝英石，因此叫作一它们属于粘土矿物类，它们总是以极微小的微晶或隐晶状态存在，并以致密块状或土状集合体产生。高岭石为或致密或疏松的块状，一般为白色，如果含有杂质便呈米色。高岭石经风化或沉积等作用变成高岭土，而高岭土则是制作陶瓷的原料。除此以外，高岭土还可作为化工填料、耐火材料、建筑材料等等，用途十分广泛。中国江西的景德镇有一个高岭村，这里盛产高岭土，故名。明末，在景德镇高岭村开采此矿，后经德国地质学家李希霍芬按高岭土之音译成“Kaolin”介绍到世界矿物学界。

高岭石属于粘土矿物，其化学组成为Al4[Si4O10]·(OH)8，晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体。白或浅灰、浅绿、浅黄、浅红等颜色，条痕白色，土状光泽。摩氏硬度2-2.5，比重2.6-2.63。吸水性强，和水具有可塑性，粘舌，干土块具粗糙感。
高岭石是组成高岭土的主要矿物，常见于岩浆岩和变质岩的风化壳中。中国高岭石的著名产地有江西景德镇、江苏苏州、河北唐山、湖南醴陵等。世界其它著名产地有英国的康沃尔和德文、法国的伊里埃、美国的佐治亚等。高岭石是陶瓷的主要原料，在其它工业中也有广泛使用。


2高岭石结构

三斜晶系，a0=0.514nm，b0=0.893nm，c0=0.737nm，α=91.8，β=104.7，γ=90；Z=1。结构属TO型，即结构单元层由硅氧四面体片与“氢氧铝石”八面体片连结形成的结构层沿c轴堆垛而成。层间没有阳离子或水分子存在，强氢键（O-OH=0.289nm）加强了结构层之间的连结。

实际结构中，由于“氢氧铝石”片的变形以及大小（a0=0.506nm，b0=0.862nm）与硅氧四面体片的大小(a0=0.514nm，b0=0.893nm)不完全相同，因此，四面体片中的四面体必经过轻度的相对转动和翘曲才能与变形的“氢氧铝石”片相适应。高岭石中结构层的堆积方式是相邻的结构层沿a轴相互错开1/3a，并存在不同角度的旋转。所以，高岭石存在着不同的多型。最常见的多型是1Tc，其次有迪开石（dickite）和珍珠石(nacrite)，而1M多型少见。通常所说的高岭石是指1Tc高岭石。

上述高岭石结构层在堆叠过程中，如果在层间域内充填一层水分子，则形成埃洛石Al4[Si4O10](OH)8·4H2O。在埃洛石的晶体结构中，由于层间水分子的存在，破坏了原来较强的氢键连结系统，硅氧四面体片与“氢氧铝石”片之间的差异通过卷曲才能得以克服，从而使埃洛石呈四面体片居外、八面体片居内的结构单元层的卷曲结构形态出现。因此，埃洛石的结构可视为被水分子层隔开的高岭石结构，c0=1.01nm。

多呈隐晶质致密块状或土状集合体。电镜下呈自形六方板状、半自形或它形片状晶体。鳞片大小一般为0.2~5μm，厚度0.05~2μm。有序度高的2M1高岭石鳞片可达0.1~ 0.5mm，有序度最高的2M2高岭石鳞片可达5mm。集合体通常为片状、鳞片状、放射状等。


3高岭石产地分布

高岭石分布很广，主要是由富铝硅酸盐在酸性介质条件下，经风化作用或低温热液交代变化的产物。在低温热液作用下，当含CO2的酸性水溶液作用于不含碱的铝硅酸盐和硅酸盐时，可引起高岭石化作用，形成的高岭石常依长石、云母、黄玉等成假象。

4高岭石用途

工业应用
高岭石粘土除用作陶瓷原料、造纸原料、橡胶和塑料的填料、耐火材料原料等外，还可用于合成沸石分子筛以及日用化工产品的填料等。
高岭土的开发和利用，为景德镇制瓷业的快速发展奠定了坚实的基础，对世界陶瓷工艺的发展起了重大的变革作用。随着瓷胎最初的单料成瓷（使用瓷石一种原料制造瓷器）到后来的二元配方（使用瓷石和高岭土两种原料制造瓷器），制瓷工艺也日益优异。以高岭土作为制瓷原料，大大促进了陶瓷工艺水平和制品质量的提高，促进了陶瓷的发展。

高岭石具有白度和亮度高、质软、强吸水性、易于分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘接性、抗酸碱性、优良的电绝缘性、强的离子吸附性和弱的阳离子交换性以及良好的烧结性和较高的耐火度等性能。我国有极其丰富的高岭石矿物，仅广东就有6个大型高岭土矿床。纳米高岭石可用于涂料、造纸、环保、纺织、高档化妆品、高温耐火材料的制造。目前我国使用的涂料大多是传统的有机化学溶剂型涂料，存在有毒性，危害人体健康，且耐洗刷性差。利用纳米技术研制的纳米高岭石涂料颗粒细、白度高、分散性好、化学稳定性好、耐洗刷性可提高1000倍，无毒无害，具有自洁性、抗沾污性、抗老化性、透气性，杀菌和防霉能力强，流变性、涂刷性、弹性好（可防止裂纹产生），质感细腻。另外，还可以制成不同用途的特种纳米涂料，如抗紫外线涂料、隐身涂料等。现我校纳米技术研究所已完成高岭石纳米化的实验室研究工作，生产工艺成熟，中试已完成。

技术特点
纳米高岭石涂料颗粒细、白度高、分散性好、化学稳定性好、耐洗刷性可提高1000倍。纳米高岭石还可用于造纸、环保、纺织、高档化妆品、高温耐火材料的制造。纳米涂料、陶瓷、造纸、涂层的研究和生产，申报国家专利，并与中外企业、公司合作建立股份有限公司，将产品打入国内、外市场，创造显著的经济效益。

5高岭石特性

致密土状块体易捏碎成粉末、粘舌、加水具可塑性，在密闭的试管内加热后失去水分。灼烧后与硝酸钴作用呈蓝色反应（Al）。高岭石及其多型可用X射线衍射和热分析加以区分。埃洛石与高岭石的不同点是在100~200℃范围存在着明显的吸热效应，即相当于脱去层间水。