高岭土

高岭土（Kaolin, China   clay），也称斑脱石、膨土岩、瓷土、观音土、白鳝泥、甘土、皂土、陶土、白泥、白石脂是一种主要由高岭石矿物组成的粘土或矿石，因其最早发现于中国江西省景德镇市高岭村而得名。关于高岭土的概念有两种观点一种是高岭土是以高岭石矿物为主的粘土岩；第二，高岭土是一种岩石，其特点是高岭石矿物的有用含量。法国传教士Entrecolles在高陵村得到高岭土，并送回法国，称之为“高岭土”，英文名Kaolin。

高岭土纯的时候多呈暗沉白色细腻，含杂质时可呈灰色、黄、褐等颜色。其外观可以是松散的土块，也可以是密实的岩石块。其密度在2.54～2.60g/Cm，熔点约为1785℃，莫氏硬度为1-2.5。高岭土具有良好的分散性、粘结性、电绝缘性、离子交换和高耐火性。通常，高岭土的化学成分是：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O Na2O）等。

世界上已探明的高岭土储量约为262.66亿吨，主要在亚洲、欧洲、北美南美和大洋洲。高岭土可用于陶瓷、耐火材料、橡胶、造纸、油漆、水泥、石油、化工、化妆品等方面。高岭土开采对环境的影响主要是粉尘、噪音和破坏植被等。

矿物组成

高岭土主要由高岭石类粘土矿物组成，其主要化学成分是水合硅酸铝。高岭石矿物是珍珠陶土(又称珍珠陶土)地开石(又称迪开石、迪凯石)高岭石、埃洛石(旧称多水高岭石、叙永石)四种层状硅酸盐矿物，以高岭石和埃洛石为主。珍珠石、地开石、高岭石的化学分子式为：Al4[Si4O10]OH)它们是一种多边形。埃洛石是一种含有层间水的高岭石，其化学式为：Al4[Si4O10]OH)8.2H2O。通常，高岭土的化学成分是：SiO243%77%Al2O316%39%Fe2O30.06%3.15%TiO20.03%7%K2O Na2O）01%7%，烧失量2.5%18%

物理特征

高岭土纯的时候多呈暗沉白色细腻，含杂质时可呈灰色、黄、褐等颜色。高岭土的外观受成因影响很大，可以是松散的土块，也可以是致密的岩块。其密度在2.54～2.60 g/Cm，熔点约为1785℃，莫氏硬度为1-2.5。高岭土质软，易分散悬浮于水中，粘结性好、电绝缘性、离子交换性和耐火性高，可塑性好，土壤湿润（含水量20-35%可成型为各种形状而不断裂，干燥后可长时间保持不变。

结构特征

电镜下高岭石为假六方，集合体呈书状或蠕虫状；埃洛石为管状。高岭土的晶格有两个原子层，一个是八面体配位氧化铝层，另一个是四面体配位二氧化硅层。八面体层的分子式是al(OH)6，其结构类似于三水铝石，一高一低两个羟基将铝原子相互隔开。四面体层的硅原子与四个氧原子的距离相等，四面体的定向尖端面向氧化铝层并与其共享一个氧原子。下图显示了这种结构。晶体通过一个四面体层中的氧原子和下一个八面体层中的羟基之间的氢键由连续的层组成。

当高岭土加热到450℃时-550℃时会发生脱水反应，首先被除去的是位于八面体外的结合力较弱的表面羟基，即首先被除去的是[Al2(OH)4]5-结构单元中的两个羟基形成五配体，进一步脱羟基后会形成五配体[AlO4]四面体结构，形成高领地。550℃、650℃煅烧时，脱羟基速率缓慢，八面体结构畸变；当温度超过950℃时，八面体晶体结构崩溃。

高岭土矿床的成因可归纳为以下几种类型：中低温热液蚀变高岭土矿床；风化残余高岭土矿床；风化残积高岭土矿床；沉积高岭土矿床。高岭土矿床的形成一般需要一定量的成矿原岩作为物质基础，以及适宜的地质和物理化学条件。

有两种类型的成矿原岩一种是可以就地转化为高岭土矿床的岩石；其次，能产生或已经含有大量高岭石粘土的矿物，可以在异地形成高岭土矿床。适合高岭土矿化的物理和化学条件包括理想温度、压力条件已达到pH值。高岭土矿床形成的温度不应超过350℃，压力应低于中等如果温度和压力过高，就会形成其他无水或少水的矿物。在酸性条件下，长石和云母分解，碱金属和碱土金属溶解，适合高岭土矿床的形成。高岭土矿床的类型取决于地质环境和成矿条件

世界上高陵土壤资源极其丰富，分布在五大洲60多个国家和地区，但主要集中在亚洲、欧洲、在南北美洲和大洋洲，世界上已探明的高岭土储量约为262.66亿吨。储量大的地区是美国佐治亚州、巴西 南亚马逊盆地、英格兰的康沃尔和德文郡、中国的东南部等。在所有国家中，美国高岭土储量居世界第一，主要分布在格鲁吉亚、亚拉巴马州、南卡罗来纳州加利福尼亚州阿肯色州、佛罗里达州、北卡罗来纳州和得克萨斯州等。其中，格鲁吉亚高岭土矿床是世界上最大的高岭土矿床，储量达79亿吨。中国已探明的高岭土储量为19.14亿吨，居世界第二。英国 美国高岭土储量为18.15亿吨，主要分布在康沃尔半岛。巴西 美国高岭土储量为13亿吨，主要集中在亚马逊盆地。上述四个国家也是世界高岭土出口大国。

在世界范围内，高岭土生产相对集中，主要生产商是国有企业：中国、印度、乌兹别克斯坦、美国、捷克、伊朗、土耳其、巴西等。2022年，全球高岭土产量为4800万吨，其中72.9%来自世界前十一个国家。高岭土产量最高国家是中国和印度，产量各为840万吨。乌兹别克斯坦、美国、捷克、伊朗、土耳其、巴西等国产量也超过100万吨。

高岭土可用于陶瓷、耐火材料、橡胶、造纸、油漆、水泥、石油、化工等方面。

陶瓷工业

高岭土是陶瓷工业的主要原料，不仅可用于陶瓷坯料，还可用于陶瓷釉料。日用瓷方面，高岭土可以用来做杯子、盘、碗、勺等；在建筑陶瓷中，可以制作釉面砖、卫生瓷等；在工业陶瓷方面，可以用来制作高压电瓷的瓷瓶、瓷串等低压电瓷接触器开关、熔断器等。

耐火材料

高岭土可用作冶金工业和高级玻璃制造业的耐火材料。在冶金工业中，高岭土可以用来制造耐火砖、高镁铝砖、优质高岭土也是制造莫来石耐火材料的原料。高岭土可用于各种坩埚中，在先进的玻璃制造业中替代昂贵的金属坩埚。

造纸工业

每年生产的高岭土有相当一部分用于造纸工业，可用于纸张的填充和涂布。当用于填充时，高岭土与纤维素纤维混合以形成纸体并赋予纸体颜色、不透明度和印刷适性。在涂布中，高岭土与粘合剂一起涂布在纸张表面，以提供光泽、颜色、高不透明度和更好的印刷适应性。为涂覆而制备的高岭土颗粒的直径小于2微米。

橡胶、塑料工业

橡胶工业也需要大量高岭土。片晶状的、高白度、高细度的高岭土可用作橡胶填料，以提高橡胶的性能，如机械强度、耐磨性、化学稳定性等。同时，加入高岭土也可以降低橡胶的成本，但高岭土在橡胶中的含量一定要合适，一般为10-12%高岭土作为塑料添加剂可以使塑料表面光滑，有利于抛光，抗化学腐蚀，使塑料更耐用。

水泥、石油、化工

天然白度适中煅烧白度在80以上的高岭土可用作白水泥的粘结剂、增白剂和填充剂。这种水泥可用于高档建筑的室内装修。高岭土可用作石油钻井泥浆的成分，也可用于人工制造分子筛。各种分子筛可广泛应用于化学工业、石油精炼、催化等方面。

化妆品、医药领域

煅烧高岭土可用作化妆品添加剂，可增强化妆品的吸油性和吸水性，提高化妆品与皮肤的亲和力，增强化妆品的保湿能力。高岭土常与滑石一起用于化妆品中，可以改善滑石的缺点，增强其性能。化妆品粉末中使用高岭土可以提高其吸收能力，从而消除皮肤反射；高岭土由于密度高，也能很好地控制化妆粉的膨胀性；与滑石相比，高岭土可以提高化妆粉的皮肤附着力。然而，由于高岭土缺乏润滑性，高岭土在化妆品粉末中的比例一般不会超过30%高岭土还可以混入保湿霜和美容面膜中，增加舒适度。此外，高岭土还可以作为保湿清洁面膜和按摩精油的载体。煅烧高岭土应用于医药领域，主要作为药物片剂的载体和助剂在国内，用量很少，主要靠进口。

尖端产业和其他领域

优质高岭土是尖端工业的重要原料。它可以用作制造原子反应堆的原料、喷射燃烧室用耐高温复合材料。此外，高岭土能透过红外光，具有机械强度高抗热震性好等优点，因此可用于制作各种红外线、具有远红外辐射的陶瓷元件。

高岭土也用作涂料中的展着剂和流平剂。高岭土是油墨、一些化妆品和许多其他产品的重要成分。此外，高岭土还可以作为沉淀剂，促进葡萄酒的澄清。

高岭土的开采方法可分为露天开采和地下开采。通常采用露天开采覆盖矿床上部的土壤或岩石从地面剥离，在矿体暴露后开采。地下开采是从地面通向地下矿体的一系列竖井工程，用这些竖井开采矿体。矿体厚度大覆盖层薄或矿体产状与山坡地形一致的矿床适合露天开采比如全球风化残积高岭土矿床，基本都是露天开采。而矿体厚度小覆盖层厚或矿体产状与山坡地形相对的矿床，则适合地下开采，如苏州瓷业公司阳西矿区。

采、矿物加工对环境的影响分析

高岭土开采可分为露天开采和地下开采（洞采）在这两种模式中，地下开采对环境的影响很小。采矿的环境影响包括：灰尘对大气环境的影响；噪声对环境的影响；固体废物对环境的影响；对生态环境的影响。

采矿对大气环境的影响主要是车辆运输和采场爆破产生的粉尘、挖掘的扬尘。采矿噪声对环境影响不大。采矿固体废物主要是废石和矿渣，占用林地、植被的破坏很容易导致雨季的泥石流。采矿对生态环境的影响主要是矿山森林生态系统。

选矿对环境的影响主要是破碎、在研磨和干燥过程中，会产生大量的灰尘和噪音。

在采场，首先要做好日常生产的综合整治，其次要做好采场的截排水工作，第三要按照“宜草则草、宜树则树”适时植被复垦原则。选矿厂废水经砂坝分流后方可排放，各工序安装除尘降噪装置。