الكاولين هو معدن غير معدنيالكاولين هو صخر طيني يتكون بشكل أساسي من معادن طينية من مجموعة الكاولينيت. وقد سمي بهذا الاسم نسبة إلى قرية جاولنج في جينغدتشن بمقاطعة جيانغشي. الكاولين النقي أبيض اللون وحساس وناعم الملمس، وله خصائص مادية وفيزيائية جيدة. المواد الكيميائية يتميز الكاولين بخواص مثل اللدونة ومقاومة الحريق. يتكون تركيبه المعدني بشكل أساسي من معادن مثل الكاولينيت والهالوزيت والهيدروميكا والإليت والمونت موريلونيت بالإضافة إلى الكوارتز والفلسبار. يستخدم الكاولين على نطاق واسع في صناعة الورق والسيراميك والمواد المقاومة للحرارة، يليه الطلاء وحشو المطاط وتزجيج المينا والمواد الخام الأسمنتية البيضاء. يتم استخدام كمية صغيرة في البلاستيك والطلاء والأصباغ وعجلات الطحن وأقلام الرصاص ومستحضرات التجميل اليومية والصابون والمبيدات الحشرية والمستحضرات الصيدلانية والمنسوجات والبترول والمواد الكيميائية 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
حجم الجسيمات يشير التوزيع إلى النسبة (المعبر عنها بنسبة مئوية) للجسيمات في الكاولين الطبيعي ضمن نطاق معين من أحجام الجسيمات المختلفة المستمرة (المعبر عنها بحجم شبكة بالمليمترات أو الميكرومتر). خصائص توزيع حجم الجسيمات للكاولين لها أهمية كبيرة في انتقائية وتطبيق عملية الخامات. حجم الجسيمات له تأثير كبير على اللدونة، لزوجة الطين، وسعة التبادل الأيوني، وأداء الصب، وأداء التجفيف، وأداء التلبيد. يتطلب خام الكاولين معالجة فنية، وما إذا كان من السهل معالجته إلى الدقة المطلوبة أصبح أحد المعايير لتقييم جودة الخام. كل قسم صناعي لديه متطلبات محددة لحجم الجسيمات ودقتها لاستخدامات مختلفة للكاولين. إذا كانت الولايات المتحدة تتطلب استخدام الكاولين كخام، فيجب أن يكون الكاولين متاحًا في الولايات المتحدة. طلاء أن يكون أقل من 2 μ محتوى m يمثل 90-95%، وحشو صناعة الورق أقل من 2 μ نسبة 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).
