بایگانی برچسب: s

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

تعریف کوتاه از کائولن

كائولينيت، يك كاني رسي صفحه‌اي به رنگ‌هاي سفيد، خاكستري متمايل به زرد بصورت خاك رس بسيار نرم و ظريفي است كه در اثر فشردن بين انگشتان خرد شده و پودر مي‌گردد. اين كاني به سهولت در آب و عموما در مايعات پراكنده مي‌شود، نفودناپذير بوده و در حالت خشك مقدار زيادي آب از دست مي‌دهد اما منبسط نمي‌گردد. همين خاصيت كائولن را از گروه اسمكتيت متمايز مي‌نمايد. خمير آن با آب، شكل‌پذير بوده و با پختن، شكل و رنگ آن تغيير نمي‌کند. 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. قابليت هدايت جريان الكتريسته و گرماي آن اندك است. انقباض طولي آن در 1300 درجه سانتيگراد از 6 درصد تا 17 درصد متغير مي‌باشد. و 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.

چسبندگي يكي ديگر از خواص مهم فيزيكي كائولن است زيرا اين ويژگي با درجه خلوص آن نسبت مستقيم دارد، يعني هرچه درجه و ميزان چسبندگي در كائولن بيشتر باشد به همان نسبت درجه خلوص كائولن نيز افزايش مي‌يابد. كائولن مرغوب كائولني است كه اگر يك تكه از آن را به زبان بزنيم روي زبان بچسبد و اين خود يكي از بهترين و ساده‌ترين روش‌هاي تشخيص كائولن است

اکتشاف کائولن

اكتشاف كائولن همانند اكتشاف هركانسار غيرفلزي ديگر، شامل سه مرحله نمونه‌برداري، تجزيه و اندازه‌گيري كميت‌هاي موردنياز و بالاخره تحليل داده‌ها، بخصوص مطالعه تغييرپذيري كميت‌هاي موردنياز دركل نهشته (كانسار) مي‌باشد. سپس با حذف مناطقي كه كيفيت مناسب را دارا نمي‌باشند، بايد به محاسبه و تعيين ذخيره و نهايتا رسم منحني‌هاي عيار ذخيره پرداخت. دراينجا بحث عيار كمي پيچيده‌تر از عيار دركانسارهاي فلزي است، زيرا دركانسارهاي غيرفلزي، بخصوص در كانه‌هاي رسي، تركيب شيميايي و خواصي كه مي‌تواند مفيد يا مضر باشند از پيچيدگي بيشتري برخوردار هستند، بنابراين منظور از عيار در اينجا حدود قابل قبول خواص كائولن مي‌باشد.

فرمول کائولن که از فلدسپات می باشد

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

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.

چسبندگی کائولن

چسبندگي يكي از خواص مهم فيزيكي كائولن است زيرا اين ويژگي با درجه خلوص آن نسبت مستقيم دارد، يعني هرچه درجه و ميزان چسبندگي در كائولن بيشتر باشد به همان نسبت درجه خلوص كائولن نيز افزايش مي‌يابد. كائولن مرغوب كائولني است كه اگر يك تكه از آن را به زبان بزنيم روي زبان بچسبد و اين خود يكي از بهترين و ساده‌ترين روش‌هاي تشخيص كائولن است.

کلسیناسیون کائولن

تکلیس یا کشته سازی اصطلاحی در علم مواد و شیمی است که به حرارت دادن مواد برای حذف رطوبت، تشکیل ترکیبات واسط، انجام واکنش در حالت جامد و نفوذ  گفته می‌شود. به زبان عامیانه کلسینه کردن یعنی اینکه ماده را برای مدت زمان مشخصی در دمای مشخصی در کوره گذاشته شود تا یک سری مواد داخل آن از بین برود. دمای کلسیناسیون دمای خیلی زیادی است و تقریبا بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد می باشد. این عمل در کوره های مخصوص که در انواع مختلفی وجود دارد انجام می پذیرد.

كائولينيت در دماي 300-253 درجه سانتيگراد بخش زيادي از آب خود را از دست مي‌دهد و در دماي 650 درجه سانتيگراد تمامي ملكول‌هاي آب موجود در شبكه ساختماني آن بخار مي‌شود. در دماي 800 درجه سانتيگراد اين عمل پايان مي‌يابد و يك كاني به شكل نيمه بلورين بنام متاكائولن پديد مي‌آید.

مجموعه واكنش هاي فوق تا پايان اين مرحله از نوع حرارت‌گير است. چنانچه دما از 800 درجه سانتيگراد بالاتر رود، ساختمان لايه‌اي كانه شكسته شده و ديگر توان جذب آب دوباره را ندارد. با این وجود، دمای خروج هیدروکسیل از ساختمان کائولینیت ارتباط مستقیمی با نظم اولیه موجود در کانی کائولینیت دارد.

ذخایر کائولن در ایران و جهان

ذخاير كائولين به انواع، ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده و ذخاير دياژنزي تقسیم می شوندو در عین حال براساس نحوه تشکيل به دوصورت اوليه و ثانويه تشکيل مي‌شوند :

  • ذخاير کائولن اوليه : هوازدگي ، کرمابي و سولفاته.
  • ذخاير کائولن ثانويه : رسوبي ، کائولينيتي ، بال کلي و خاک نسوز.

ذخيره کائولن داراي گستردگي لازم جهت تأمين نيازهاي اين ماده معدني در طي ساليان آينده مي‌باشد. و مقدار آن در حدود 20 ميليارد تن در جهان تخمين زده شده است. ذخاير کمربند جورجيا ، کاروليناي جنوبي در ايالات متحده امريکا بين 5 تا 10 ميليارد تن برآورد شده است. کشورهاي هندوستان ، برزيل ، چين ، انگلستان و اکراين داراي ذخاير عظيم کائولن مي باشند.

ايران در بين کشورهاي جهان با دارا بودن ذخيره اي در حدود 40 ميليون تن ، کمتر از 1% از کل ذخاير کائولن جهان را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر ذخاير احتمالي کائولن در کشور بيش از 230 ميليون تن تخمين زده شده است و در سنگ هاي آذرين اسيدي از پرکامبرين تا ميوسن در استان هاي فارس ، اصفهان ، آذربايجان ، زنجان ، خراسان ، مرکزي ، قزوين و تهران پراکنده شده اند. مصرف عمده ايران در آجرهاي شاموتي، پوشش داخلي كوره ها، ديگ هاي گرمايي و كاشي مي‌باشد.

مشخصات کانی کائولینیت

كائولينيت، يك كاني رسي صفحه‌اي به رنگ‌هاي سفيد (در حالت خالص) و خاكستري متمايل به زرد بصورت خاك رس بسيار نرم و ظريفي است كه در اثر فشردن بين انگشتان خرد شده و پودر مي‌گردد. اين كاني به سهولت در آب و عموما در مايعات پراكنده مي‌شود، نفودناپذير بوده و در حالت خشك مقدار زيادي آب از دست مي‌دهد اما منبسط نمي‌گردد. همين خاصيت كائولن را از گروه اسمكتيت متمايز مي‌نمايد. خمير آن با آب، شكل‌پذير بوده و با پختن، شكل و رنگ آن تغيير نمي‌کند. 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. قابليت هدايت جريان الكتريسته و گرماي آن اندك است. انقباض طولي آن در 1300 درجه سانتيگراد از 6 درصد تا 17 درصد متغير مي‌باشد. و 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.

ویژگی های کانی کائولن

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.

کائولن در رنگسازی

کائولن به شکل آبدار و نیز کلسینی، در صنعت رنگ‌سازی به عنوان پرکننده و ماده رنگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این ماده معدنی باعث می‌شود رنگ‌هایی با خواص نوری، مکانیکی و رئولوژیکی بهتر تولید شود. بیتشرین نوع کائولن مورد استفاده در صنعت رنگ‌سازی کائولن کلسینی است که به صورت گسترده‎ای در انواع رنگ‌ها استفاده می‌شود، و خواصی همچون درجه مات بودن، درخشندگی و مقاومت در مقابل سایش را افزایش می‌دهد. قرارگیری سطوح صاف و صفحه‌ای کانی کائولینیت بر روی یکدیگر باعث ایجاد مقاومت و جلوگیری از پوسته پوسته شدن رنگ می‌شود. در رنگ سفید، کائولن به عنوان رنگدانه و ماده جایگزین اکسید تیتانیوم کاربرد دارد.

دانه‌بندی کائولن مورد استفاده، در ویژگی‌های رنگ تولیدی تاثیرگذار است. در رنگ‌های مات کائولن درشت‌دانه و در رنگ‌های براق از کائولن ریزدانه استفاده می‌شود. درجه خلوص کائولن مورد استفاده در صنعت رنگ‌سازی از اهمیت زیادی برخوردار است. معمولا برای تهیه رنگ از کائولن شسته شده و با خلوص بالا استفاده می‌شود.

بیشترین استفاده کائولن در صنعت رنگ، برای تولید رنگ‌های مات داخل ساختمان می‌باشد. استفاه از کائولن برای تولید رنگ‌های براق با محدودیت همراه است و معمولا کمتر از 10 درصد وزنی مواد تشکیل‌دهنده رنگ از کائولن است.

کائولن با خلوص بسیار بالا، رنگ روشن، ضریب تعلیق بالا در آب و درخشندگی 80 تا 90 و با درصد ذرات زیر دو میکرون بیشتر از 70 درصد در صنعت رنگ‌سازی استفاده می شود.