بایگانی برچسب: s

ویژگی های کانی کائولینیت

كائولينيت، يك كاني رسي صفحه‌اي به رنگ‌هاي سفيد )در حالت خالص( و خاكستري متمايل به زرد است. در اثر دميدن بر روي آن بوي خاك مي‌دهد. شكستگي و كليواژ آن قاعده‌اي كامل دارد و جلاي آن تيره (خاكي) تا مرواريدي تيره مي‌باشد. داراي لمس چوب و صابوني است و مزه خاك رسي دارد. به دلیل سختی بسیار کم، به راحتی با فشار انگشتان به پودر تبدیل می‎شود. اين كاني به سهولت در آب و عموما در مايعات پراكنده مي‌شود و قابلیت ساخت محلول‌های سوسپانسیون در مایعات را دارد.

14% آب در ساختمان کانیایی آن وجود دارد که این مقدار آب در اثر حرارت قابل تبخیر است. تبخیر آب باعث انقباض طولی کانی می‌شود. در دمای1300 درجه سانتيگراد مقدار انقباض طولی آن از 6 درصد تا 17 درصد متغير مي‌باشد. در شيشه‌سازي اين مقدار حتي به 20 درصد هم مي‌رسد. هنگام پخت به شدت منقبض مي‌شود و رفتار آن در برابر دما عموما مرتبط به آب موجود در آن، خصوصا آب شبكه‌اي، بسيار قابل توجه است. بي‌آب شدن كانه‌هاي رسي از جمله كائولينيت عموما در برابر دما، دگرگوني‌هايي را در ساختمان اين كانه پديد مي‌آورد (در اثر حرارت رنگ کانی بدون تغییر باقی می‌ماند). به دلیل نوع پیوندهای شیمایی آن، برخلاف بسیاری از کانی‌های رسی همانند اسمکتیت قابلیت جذب آب و تورم ندارد. این کانی دارای خاصیت پلاستیکی است به این معنی که در ترکیب با آب به راحتی شکل‌پذیر است. از دیگر ویژگی‌های کائولینیت، نفودناپذيری، قابليت هدايت جريان الكتريسته و گرماي آن اندك است.

مصرف کائولن در صنعت سرامیک

مصرف عمده کائولن در صنعت سرامیک است. کائولن به عنوان يكي از مواد اوليه و اساسي در صنايع کاشي، چيني و سراميك‌سازي است. كائولن از انواع نسوزهاي آلومينيايي است كه ميزان Al2O3 در آنها بسته به نوع آنها متغير است. انواع كم آلومينا كائولن تكليس‌شده، فلينت (45-35%) و انواع پرآلومينا مانند آندالوزيت، كيانيت و سيليمانيت (60-40%) است. کائولن در محصولات سرامیک با بدنه سفید، عایق ها و نسوز استفاده می شود. کائولن به کنترل دقیق قالب ، قدرت خشک کنندگی ، ثبات ابعادی و ایجاد سطح نهایی صاف در  محصول کمک میکند. خواص دی الکتریک عالی ونفوذ شیمیایی بالا آن را مناسب برای مقره های الکتریکی میکند. از خواص نسوز این ماده  ثبات ابعاد، نقطه همجوشی بالا، محتوی آبی کم میتوان اشاره کرد که کائولن را تبدیل به جز مهم این صنعت کرده است.

کاربرد کائولن در صنعت لاستیک سازی

کاربرد کائولن در لاستیک سازی به عنوان ماده پرکننده می باشد. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می‌دهد. از کائولین خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه در لاستیک های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش ها و لاستیک خودرو ها استفاده می شود. مصرف و کاربرد کائولن در لاستیک سازی موجب کاهش قیمت لاستیک می‌گردد. چون کائولین از لاستیک طبیعی و یا الاستومر بسیار ارزانتر است. کائولن مصرفی در صنایع لاستیک از نوع کائولن مرغوب نمی‌باشد.

مصرف کائولین در صنایع لاستیک‌ سازی در سال ۱۹۹۸ معادل 1.08 میلیون تن بوده است. در طی سالهای ۱۹۹۰ الی ۱۹۹۸ مصرف جهانی لاستیک از 5.02 میلیون تن در سال ۱۹۹۱ به 6.61 میلیون تن در سال ۱۹۹۸ رسید.

این نشان دهنده رشد متوسط سالیانه ۹/۳ درصد در طی دهه ۹۰ میلادی بوده است. بر اساس گزارش راسکیل رشد سالیانه ۱ درصد برای آینده‌ای نه چندان دور جهت مصرف کائولن در این صنعت پیش‌بینی می‌شود.

کاربرد کائولن در رنگسازی

اصولاً‌ کائولن بعنوان یک بسط دهنده و ماده اصلی رنگ سفید بصورت جایگزین اکسید تیتانیوم در تولید رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. کائولن کلسینه شده اصلی‌ترین کائولن بکار برده شده در صنایع رنگسازی است. روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،‌ از خصوصیات کائولن مصرفی در صنایع رنگ سازی است و مشابهت خاصی با کائولن مصرفی در صنایع کاغذ دارد.

سطوح صاف کائولینیت، بویژه در صنایع رنگ سازی با آرایشی خاص بر روی یکدیگر قرار گرفته که موجب استقامت ورقه رنگ شده و به آن عمر طولانی می‌دهد. بزرگترین تقاضا برای کائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ های مات داخلی ساختمان است.

اداره استانداردهای ایالات متحده امریکا توصیه نموده که برای رنگ های خانگی حداقل ۲۰ درصد نسبت از کائولن استفاده گردد. معمولاً‌ تا ۱۰ درصد وزنی رنگ های براق را می‌توان کائولن اضافه نمود. کائولنی که در رنگ سازی مصرف می‌گردد باید از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصی برخوردار باشد.

ضریب تعلیق بالایی در آب داشته و نمک های محلول آن پایین باشد. از نظر درخشندگی بین ۹۰-۸۰ درصد و ذرات آن ۸۰-۷۰ درصد زیر ۲ میکرون باشد.

کائولن در صنعت لاستیک سازی

در صنعت لاستیک سازی  کائولن را به عنوان ماده پرکننده به کار می برند. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می‌دهد.از کائولن خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه در لاستیک های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش ها و لاستیک خودرو ها استفاده می شود

کائولن در صنایع

پودر میکرونیزه کائولن در صنایعی کاربرد دارد که نیاز به افزایش مقاومت حرارتی دارند. کائولن یک ماده معدنی سخت با خلل و فرج زیاد است که منابع زیادی از آن در آمریکا وجود دارد.

این ماده در چهار گرید مختلف تولید می شود و به اجسام دو نوع ضریب سختی می بخشد، استحکام قبل و بعد از پخت پس کائولن بعد از حرارت دیدن دارای یک مقاومت حرارتی بسیار بالایی می شود، از این رو به آن خاک نسوز نیز گفته می شود، و در ساخت انواع کوره ها، آجرها، کاشی و سرامیک، هیزم، رنگ، شیشه و کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد. در لاستیک ها نیز برای جلوگیری از ذوب شدن در اثر حرارت ناشی از اصطکاک با زمین، به کار می رود.

کائولن و کاربردش در سرامیک سازی

بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.

حدود 50 درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده سطح)،20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذاز مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.

قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

کاربرد کائولن در کاغذسازی

کاغذ حتی اگر خلل وناهمواری های بین الیاف سلولزی آن بوسیله پر کننده معدنی پر شده باشد به منظور استفاده در فرآیندهای کارهای چاپی مدرن، تا زمانی که پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نیست. استفاده از پر کننده در خمیر کاغذ بخشی از شکاف ها و درزهای بین الیاف سلولز را پر کرده، لذا بسیاری از نقاط ریز مرکب چاپ در این نقاط بدرستی قرار نگرفته و کیفیت کار چاپ کاهش می‌یابد. پوشش سطحی در روی کاغذ بعث نرمی، جلاء و قدرت جذب مرکب چاپ می‌شود. پوشش مناسب باعث افزایش کاربرد کاغذ می‌گردد.کائولن به سرعت در آب (حتی در آبهای سخت) پراکنده شده و به وسیله ماشین‌های مدرن پوشش دهنده، پوشش نازک به کاغذ داده می‌شود. کائولن پوششی مناسب برای کاغذهای پرجلا، کاغذهای سبک با پوشش LWC و کاغذهای مناسب گراور به روش غلتگی (افست) می‌باشد.

در صنعت تولید کاغذ،کائولن مورد استفاده باید به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه‌بندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. درجه روانی (ویسکوزیته) و درصد ذرات با ابعاد کمتر از 2 میکرون دارای اهمیت بیشتر هستند.کائولن پوششی درجه یک 92 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون و درخشندگی آن حداقل 87 درصد است. کائولن پوششی درجه دو 80 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون ودرخشندگی آن حداقل 5/85 درصد می‌باشد.

بطور خلاصه می‌توان خواص زیر را برای کائولن جهت مصرف در صنایع کاغذسازی در نظر گرفت:

الف ـ شفافیت: حداقل شفافیت برای مصرف کائولن بعنوان پر کننده 80 درصد و برای رس بعنوان پوشش 85 درصداست که این عمل در مقایسه با استاندارد شفافیت مشخص می‌شود.

ب ـ اندازه ذرات: دقیق‌ترین روش برای تعیین اندازه ذرات و پراکندگی آنها به اصل استوک استوار است بعبارت دیگر از روی سرعت ته‌نشین شدن در سیال قطر ذرات کنترل می‌شود. تعیین اندازه ذرات از روی زمان نشست آنها انجام می‌گردد.

ج ـ ویسکوزیته: درجه روانی کائولن در پوشش کاغذ بسیار مهم است. در صنایع کائولن دو آزمایش ویسکوزیته انجام می‌گردد که عبارتند از HSV و LSV،‌که برای تعیین این دو مورد به ترتیب از ویسکازیمترهای هرکولس و فیلد براک استفاده می‌شود.

د ـ باقیمانده سرند: 325 مش بعنوان مواد ساینده یا باقیمانده سرند مصطلح می‌باشد. طریقه عملی بدین صورت است که 100 گرم نمونه را کوبیده و خوب مخلوط نموده توسط مواد شیمیایی پراکنده می نمایند. سپس وزین درصد مواد جامد را در مخلوط اندازه‌گیری نموده،‌ مجموع باقیمانده روی سرند را وزن کرده و درصد آن را محاسبه می‌نمایند.

کائولن حاصل از فلدسپات

کائولینیت یک ماده‌ی معدنی رسی متداول می‌باشد که کائولن یا خاک چینی نامیده می‌شود و به همراه چند ماده‌ی معدنی دیگر، گروهی با نام دیکیت (dickite) یا ناکریت (nacrite) تشکیل می‌دهند. کائولینیت از سنگهای مختلفی نشئت می‌گیرند که محتوی فلدسپار می‌باشند. این سنگ‌ها دچار هوازدگی می‌شوند و کائولینیت بدین صورت تشکیل می‌شود. فلدسپات‌ها برحسب اکسیدهائی که در آنها وجود دارد نامگذاری می‌شوند. وقتی فلدسپات تحت تأثیر عواملی نظیر هوا قرار می‌گیرد تخریب شده و سود، پتاس و آهک خود را بصورت محلول در آب رها می‌کند و آلومین و سیلیس آن باقی می‌ماند. بخشی از این سیلیس نیز تحت تأثیر عوامل شیمیایی تجزیه می‌شود و بقیه آلومین و سیلیس در اثر مجاورت طولانی با رطوبت ئیدرولیز شده و دارای ترکیبات شیمیایی آب می‌شود. عمل آب‌گیری طی میلیونها سال انجام می‌شود و امکان تجدید آن در آزمایشگاه کاری غیرممکن است. این ماده همان کائولن است که خاک چینی نام دارد.

خصلت فیزیکی گل سرامیک بخوبی خصلت شیمیایی آن مشخص نیست زیرا تعیین عوامل چسبندگی و شکل و اندازه ذرات آن فقط با مطالعات میکروسکوپی معلوم می‌شود.

بررسی اقتصادی کائولن

بیشترین مصارف کائولن در کاغذ سازی، سرامیک، رنگسازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها و تهیه کودهای شیمیایی است. حدود 50 درصد از کائولن در کاغذ سازی به عنوان پرکننده و روکش، 20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود. قدرت جذب مركب و پوشش دهندگي خوب و پر كردن سطوح ناهموار كاغذ از خمير سلولز و ايجاد شفافيت در كاغذاز مزاياي استفاده از كائولن در صنعت كاغذسازي مي‌باشد.قيمت مناسب كائولن طي سال هاي اخير سبب شده است تا صنايع مصرف كننده اين محصول علاقه مند به استفاده از كائولن شوند.

خواص ذیل در کائولن باعث شده است که این کانی مصارف بسیاری داشته باشد:

  • ز نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات PH بدون تغییر باقی می ماند.
  • به عنوان سخت کننده مناسب مرکب و رنگها
  • به عنوان سخت کننده در صنایع پتروشیمی
  • داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد
  • جلای خاص و قابلیت سفیدکنندگی
  • خواص کاتالیزوری
  • دارا بودن خاصیت پرکنندگی و پوششی بسیار خوب
  • نرمی و غیرسایشی بودن آن
  • قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما
  • ارزانی قیمت آن

از جمله خصوصیات اقتصادی مهم کائولن اندازه ریز ذرات آن می باشد. اغلب دیگر موادی که به عنوان رنگدانه، پرکننده، پوشش دهنده و روان ساز استفاده می شوند، باید به وسیله عملیات هزینه بر خردایش و آسیا کردن، کاهش اندازه داده و به پودر تبدیل شوند.