زمين شناسي کائولن | ||||||||||
| ||||||||||
|
ميزان و روند توليد کائولن در جهان | ||||||||||
| ||||||||||
|

![]() |
![]() | |
![]() |
![]() | |

![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||||||||

![]() |
![]() | |||||||
| ||||||||
![]() |
![]() | |||||||
![]() |
![]() | |||||||

![]() |
![]() | ||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||
| |||||||||||
![]() |
![]() | ||||||||||

![]() |
![]() | |
![]() |
![]() |
Medicine Kaolin ( کائولن دارویی)
Kaolinor 1C، کائولن ویژه لعاب های ترانس
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار ميرود. كائولن شامل كانيهاي رسي كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت ميباشد. فراوانترين كاني اين گروه كائولينيت است. همه ی اين كانيها جزء كانيهاي آلومينوسيليكات هستند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تريكلينيك متبلور ميشوند.
کائولن مناسب جهت استفاده در لعاب کاشی بايد داراي مشخصات ذيل باشد :
1) درصد Al2O3 بايد از 30 % بيشتر باشد.
2) ميزان اکسيدهاي آهن Fe2O3 نبايد از 1 درصد بيشتر شود.
3) ميزان اکسيد تيتانيوم TiO2 بايد به 2/0 درصد کاهش يابد.
4) اکسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد بيشتر شود.
5) حداکثر ميزان CaO ، 2/0 درصد و MgO ، 3/0 درصد باشد.
6) افزايش ميزان کائولينيت نسبت به ساير کانيهاي موجود باعث مرغوبيت کائولن ميشود.
7) ديرگدازي کائولن بايد در حدود 1700 درجه سانتيگراد باشد.
8) مدول گسيختگي آن بايد بيش از 10 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع باشد.
با توجه به اهمیت حیاتی نقش کائولن در کیفیت لعاب، استفاده از کائولن مرغوب در فرمولاسیون لعاب ضروری می باشد.
با توجه به تمایل بازار کاشی و سرامیک به طرح های لعاب ترانس، بسیاری از کارخانه ها بخشی از حجم تولیدات خود را به کاشی های با لعاب ترانس اختصاص داده اند. اما تولید لعاب ترانس همواره مشکلات فراوانی را در پی داشته و با توجه به سه مشکل عمده یعنی Pin-hole ، سوراخ های درشت و عیب پوست پرتغالی، کنترل کیفیت در تولید لعاب های ترانس به یکی از معضل های مهندسین سرامیک بدل گشته است. یکی از موثرترین راه حل ها برای کاهش عیوب و ارتقاء کیفیت در لعاب های ترانس استفاده از کائولن مناسب می باشد که شناخته شده ترین کائولن در این مورد Kaolinor 1C می باشد. طی 30 سال اخیر، Kaolinor 1C که در واحد تولید Imerys Ceramics France بریتانی استخراج و فرآوری می شود، توانسته است به عنوان مرغوب ترین کائولن در سراسر دنیا به شهرت برسد. به دلیل فرآیند منحصر به فرد تولید، میزان ذرات زبر در Kaolinor 1C به حداقل رسیده است (PPM300 > ) و با دارا بودن بیش از 98% مینرال کائولینیت، این محصول راه حلی موثر جهت حذف Pine-hole، نقاط سیاه و سایر عیوب به شمار می رود.
Kaolinor 1C به دلیل ایجاد سطحی شیشه ای و بی عیب، زیبایی سطح را ارتقا داده و با کاهش عیوب آن، منجر به افزایش بهره وری می شود. به دلیل تاثیر چشمگیر مصرف Kaolinor 1C در کاهش عیوب سطحی لعاب های ترانس، این کائولن به Medicine Kaolin ( کائولن دارویی) شهرت یافته است.
خاصیت تعلیق پذیری بالا، سفیدی خیره کننده، ویسکوزیته ی مناسب، وسعت دامنه ی پخت و سازگاری با شرایط مختلف اعمال، Kaolinor 1C را مبدل به موثرترین کائولن در رفع عیوب و بهبود ارتقاء کیفی لعاب های ترانس نموده است.
مصرف 5 تا 10% Kaolinor 1C در فرمول لعاب تنها 1% از هزینه لعاب را به خود اختصاص خواهد داد!!!
Azar Refractory Company
تاریخ دریافت نمونه : 1/3/81
آزمایشگاه شیمی
کد نمونه : کائولن 1
|
نوع اکسید % |
آنالیز خشک (XRF) |
آنالیز کلاسیک |
1 |
L . O . I |
٭٭٭٭٭ |
٭٭٭٭٭ |
2 |
203Al |
11.83 |
٭٭٭٭٭ |
3 |
203Fe |
0.64 |
٭٭٭٭٭ |
4 |
2Sio |
76.88 |
٭٭٭٭٭ |
مرکز تحقیقات و آزمایشگاه نسوز
-A 2033- F
فروش خاک معدنی کائولن بارگیری و تحویل در معدن فردوس
مقدار دپو:۱۰ هزار تن
مقدار ذخیره:۱ میلیون تن
قیمت: تنی ۲۰ هزار تومان
آناليز خاك کائولن
آزمایشگاه شیمی
|
تاریخ دریافت نمونه : 13/9/81 کد نمونه :کائولون درخواست کننده : | ||
نوع اکسید % |
آنالیز خشک (XRF) |
آنالیز کلاسیک | |
1 |
L.O.I |
***** |
|
2 |
Al2O3 |
34.52 |
***** |
3 |
MgO |
0.35 |
***** |
4 |
CaO |
0.12 |
***** |
5 |
Fe2O3 |
0.17 |
***** |
6 |
TiO2 |
1.18 |
***** |
7 |
Sio2 |
50.15 |
***** |
8 |
Na2o |
9.70 |
***** |
9 |
K2O |
0.02 |
***** |
10 |
MnO |
***** |
***** |
11 |
SO3 |
0.07 |
***** |
شرکت فرآورده های نسوز (سهامی عام) شماره: ............ NO
AZAR REFRACTORIES CO. تاریخ : ..........DATE ..
روشهاي متداول فرآوري کائولن | ||||||||||
| ||||||||||
|
موارد استفاده کائولن
کائولن در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه اصلی یا ماده جانبی در کنار دیگر مواد به کار میرود. مهمترین کاربردهای کائولن به عنوان رنگدانه در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، پلاستیکسازی، کاغذسازی، رنگسازی، لاستیکسازی، سرامیکسازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور، افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس، ظروف دارویی و حشرهکشها را میتوان نام برد.
کائولن دارای خواصی چون خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید، ثابت
بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی،
نرم بودن، سایندگی و قیمت ارزان است.
مهمترین کاربردهای کائولن به عنوان رنگدانه در کاغذ، پلاستیک، رنگ،
لاستیک، چسب، پلاستیکسازی، کاغذسازی، رنگسازی، لاستیکسازی،
سرامیکسازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور، افزودنی
سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس، ظروف دارویی و
حشرهکشها را میتوان نام برد.
کائولن که برای کانسارهای رسی تقریبا سفید بهکار میرود و از نظر صنعتی به
رسیهایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند، اطلاق میشود. این
کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت یا فرآوردههای بهدست آمده از آن
هستند. در گذشته اصطلاح خاک چینی به عنوان مترادف کائولن استفاده میشد.
نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن
خاک کائولن استخراج میشد.
از مهمترین خصوصیات کانیشناسی رسهای کائولن نرمی و عدم سایندگی آنهاست. این نرمی در کاربردهای صنعتی آن یک مزیت محسوب میشود.
کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک
دارد. آمریکا، روسیه، جمهوری چک و برزیل بزرگترین تولیدکنندگان کائولن
هستند.
کائولن از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات PH بدون تغییر میماند و
داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده میکند. دارا بودن
خاصیت پوششی بسیار خوب، نرمی و غیر سایشی بودن آن، قابلیت اندک هدایت
جریان الکتریسیته و گرما و قیمت ارزان از جمله خصوصیات بارز این ماده معدنی
است.
کشورهای عمده تولیدکننده کاغذ، مهمترین مصرفکنندگان کائولن را تشکیل میدهد.
در آسیا کائولن عمدتا توسط صنایع سرامیکسازی به مصرف میرسد. هرچند که
صنایع کاغذسازی درحال افزایش سهم خود در مصرف کائولن با متنوعتر کردن
محصولات از طریق تغییرات تکنولوژیکی هستند.
کانی های کائولن
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول شيميايي (OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم تري کلينيک و سختي حدود 5/2-1، داراي 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب داراي پلاستيسيته بوده و عملاً در آب، اسيدهاي سرد و رقيق، اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپات ها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمت هاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت- ديكيت از نظم کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزيت در مقايسه با بقيه کوچکتر است. کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
•رس توپي:
رس توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و مقدار جزئي ايليت، كلريت، كوارتز و مونتموريونيت است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ايليت و كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي، مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمك هاي محلول از جمله ناخالصي هاي رس توپي هستند. رس توپي بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن جا كه ذرات ريز كاني هاي رسي را به همراه دارد، خاصيت شكل پذيري آن بسيار خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از : سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع كاشي ها، ظروف غذاخوري، صنايع دستي و ديرگدازها.
•هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو حالت آب دار و بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه بقيه است و تنها دو مولکول اضافي آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير است. هالوزيت بيشتر در زون هاي آلتراسيون و بندرت در زون هاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده مصارف آن در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و سراميك است.
•ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
•ناكريت :
ناکريت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود. نحوه قرار گيري ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم است و بر همين اساس بلورهاي آنها بزرگترند و به سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت- ديكيت- كائولينيت- هالوزيت). ناکريت کمياب بوده و در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
•خاك رس آتشخوار :
بيشتر خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده، كائولين در آن به خوبي متبلور مي شد و نظم مطلوبي در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار، علاوه بر كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز هست. هر نوع خاكي كه دماي بيش از 1500 درجه سانتي گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذير، نيمه شكل پذير و بي شكل تقسيم مي گردد. خاك رس آتشخوار، بيشتر در افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه به شاموت معروفند. ديگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است
کائولن خراسان
کائولن بعنوان ماده اولیه در صنایع سرامیک، و بعنوان پر کننده (Filler) در صنایع کاغذ سازی، رنگ سازی، لاستیک سازی، دارو سازی، شیمیائی و غیره از مصرف عمده ای برخوردار است. شرکت کائولین و خاکهای نسوز خراسان در راستای سیاستهای خودکفائی نظام جمهوری اسلامی ایران، با هدف عمده استخراج و فرآوری این کانی در داخل کشور تآسیس گردید و فعالیت خود را جهت دستیابی به اصول صحیح علمی و آخرین تکنولوژی مربوط به این صنعت، در سال 1364 و با سرمایه اولیه 20000000 ریال آغاز نمود.در نخستین گام، راه اندازی یک واحد تحقیقاتی نیمه صنعتی (Pilot Plant) با انگیزه مطلق دستیابی به دانش فنی و تجربه لازم، مورد نظر قرار گرفت. این واحد بعنوان نخستین طرح نیمه صنعتی فرآوری کائو لین در کشور و صرفآ با استفاده از تکنولوژی داخلی در سال 1368 در شهرستان تربت حیدریه (محل فعلی کارخانه) آغاز به کار نمود.
پروژه
پس از کسب دانش فنی لازم وهمزمان با آغاز عملیات سازه ای و ساختمانی پروژه در سال 1372، شرکت انتخاب و خرید نهائی ماشین آلات و تکنولوژی فرآوری کائولین از سازندگان معتبر جهانی را انجام داد.
قرارداد اصلی با شرکت AKW که خود بزرگترین تولید کننده کائولن در آلمان میباشد، با حجم سرمایه بیش از ده میلیون مارک منعقد گردید. شرکتهائی نظیر Alpine، Pfeiffer، Netzsch و... نیز دانش فنی و پیشرفته ترین ساخته های خود را در این طرح ارائه نمودند. شرکت Fritz Werner تدارک بقیه ماشین آلات و هماهنگی کل مجموعه را عهده دار بود.
عملیات نصب و راه اندازی مجموعه و ساخت برخی تجهیزات و ماشین آلات توسط چند شرکت داخلی و بخش طراحی و مهندسی شرکت انجام و در سال 1375 به اتمام رسید. پس از راه اندازی اولیه و با تکیه بر تجارب مفید و مربوطه گروه مهندسین شرکت یک دوره آموزشی کامل فنی و فرایندی را در کشور آلمان گذراندند و نهایتآ در پایان سال 1375، شرکت کائولین خراسان با تولید خود موفق گردید وابستگی صنایع کاغذ سازی کشور را برای اولین بار به کائو لن خارجی قطع نماید. این شرکت در حال حاضر نخستین تولید کننده کائولن مورد نیاز صنایع کاغذ سازی و دومین تولید کننده عمده کائولین فرآوری شده در ایران میباشد.
ظرفیت، انواع و ویژگیهای محصولات
ظرفیت نامی کارخانه بیست هزار تن در سال بوده که با اعمال تغییرات و انجام اصلاحات در روشهای تولید و بهینه سازی ماشین آلات، اکنون قادر به تولید سی هزار تن انواع کائولین فرآوری شده در سال میباشد.
این شرکت با بیش از 12 سال مطالعه و تحقیق بر روی معادن کائولن استان خراسان و نیز معادن متعلق به خود و انجام آزمایشهای متعدد در پایلوت پلنت، در حال حاضر علاوه بر تولید کائولن KCC کائولنهای دیگری با نام های تجاری KC-Super و KSB را در برنامه تولید خود دارد که هر یک از ویژگیهای فنی متفاوتی مناسب با نیازهای صنایع مختلف، برخوردار میباشد.
اهداف
شرکت کائولین و خاکهای نسوز خراسان که با انگیزه های اولیه خود کفائی و صرفه جوئی ارزی آغاز به فعالیت نمود، در حال حاضر مجموعه ای از اهداف عالی را با تمام توان پی میگیرد که اهم آنها عبارتند از:
- اکتساب و انتقال پیشرفته ترین تکنولوژی فرآوری کائولین.
- تربیت کارشناسان خبره و ورزیده در این طیف صنعتی.
- کیفیت هرچه مطلوب تر.
- تلاش در جهت افزایش ظرفیت.
- ایجاد زمینه اشتغال، آموزشی و رشد فنی و حرفه ای برای نیروهای ساده و بومی.
- انجام فعالیتهای علمی و کاربردی در زمینه فرآوری کائولن در قالب واحد تحقیق و توسعه (R & D).
- تدوین و انتشار مقالات علمی و بولتن های تخصصی در زمینه فرآوری کانی های
| ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
|
مهر:
فیروز طلوع حیات، اضافه نمود: با توجه به میزان خسارت زایی آفات و
بیماریهای گیاهی، علفهای هرز و دیگر عوامل طبیعی در فرایند تولید محصولات
کشاورزی، بهرهگیری از دانش فنی کارشناسان و نتایج تحقیقات و پژوهشهای
علمی میتواند ضمن افزایش سطح کمی و کیفی تولید، سلامت محصولات تولیدی را
تضمین و در کنار آن ضمن حمایت مستقیم از بهره برداران برای کاهش خسارات
ناشی از آفات، در صیانت از سرمایه ملی نیز نقش اساسی دارد و اجرای طرح پوشش
دهی درختان با کائولن در سطح 10 هکتار از باغات این شهرستان، در راستای
تحقق این هدف انجام می پذیرد.
وی با اشاره به اینکه کائولن فرآوری شده از سنگهای خام معادن کائولن کشور
تهیه شده که ضمن ایجاد تغییرات در کائولن خام وافزودن ترکیبات چسبنده
وامولسیفایر، ترکیب حاصل به صورت پودر قابل تعلیق در آب در آمده و جهت پوشش
بافتهای درختان گردو قابل استفاده است، اضافه نمود: این ترکیب با ایجاد
پوشش سفید رنگ بر روی درختان، باعث دور شدن حشرات، و آفات از درخت و در
نتیجه عدم تخم گذاری حشره روی میوهها میشود.
مهر:
فیروز طلوع حیات، اضافه نمود: با توجه به میزان خسارت زایی آفات و
بیماریهای گیاهی، علفهای هرز و دیگر عوامل طبیعی در فرایند تولید محصولات
کشاورزی، بهرهگیری از دانش فنی کارشناسان و نتایج تحقیقات و پژوهشهای
علمی میتواند ضمن افزایش سطح کمی و کیفی تولید، سلامت محصولات تولیدی را
تضمین و در کنار آن ضمن حمایت مستقیم از بهره برداران برای کاهش خسارات
ناشی از آفات، در صیانت از سرمایه ملی نیز نقش اساسی دارد و اجرای طرح پوشش
دهی درختان با کائولن در سطح 10 هکتار از باغات این شهرستان، در راستای
تحقق این هدف انجام می پذیرد.
وی با اشاره به اینکه کائولن فرآوری شده از سنگهای خام معادن کائولن کشور
تهیه شده که ضمن ایجاد تغییرات در کائولن خام وافزودن ترکیبات چسبنده
وامولسیفایر، ترکیب حاصل به صورت پودر قابل تعلیق در آب در آمده و جهت پوشش
بافتهای درختان گردو قابل استفاده است، اضافه نمود: این ترکیب با ایجاد
پوشش سفید رنگ بر روی درختان، باعث دور شدن حشرات، و آفات از درخت و در
نتیجه عدم تخم گذاری حشره روی میوهها میشود.
کائولن
کائولن یا خاک چینی ، سیلیکات قلیائی آلومینیوم است که دارای چند ملکول آب است و تقریباً خالص میباشد. گردی است بسیار نرم ، سفید، مایل بخاکستری کمی قابض و در آب و اسیدهای رقیق و سرد غیرمحلول است . دیاستازهای گوارشی و مایعهای مختلف بدن در روی آن بلاتاثیر میباشد. کائولن بعلت غیرمحلول بودنش یک طبقه محافظ و عایقی در روی مخاط معده تشکیل میدهد و بدین طریق زخمهای معده در زیر آن به آسانی التیام می پذیرد. کائولن بوی مدفوع را نیز از بین می برد، و تا اندازه ای دفع آن را تنظیم میکند. به همین علت آن را برای درمان اسهال و همچنین برای مداوای یبوست هایی که علتشان خراش و زخم مخاط روده باشد در تورم حادّ روده و در اسهال ها و بعنوان پانسمان داخلی در روده ها و معده و در خارج در روی زخمها بکار می برند. در تمام موارد استعمال ماده مزبور باید کائولن سترون شده باشد.در داخل ممکن است در حیوانات کوچک بمقدار 2 تا 10 گرم در روز داد، ارژیل یا گل رس مخلوطی است از پلی سیلیکات قلیایی آلومینیم و شن و اکسید دوفرو نسبةً دارای خاصیت قابض میباشد. (از درمان شناسی تالیف احمد عطائی ج 1 صص 455 - 456).
اشتباه تایپی این کلمه: ;hm,gk

جستجوی بیشتر برای کائولن










کائولن
کائولن[ویرایش] |
||||||
کائولن یکی از مهمترین رس های رسوبی کشور انگلستان به شمار می رود که بر اثر تاثیر عوامل اپی ژنیک و هیپوژنیک روی سنگ های گرانیتی ایجاد می شود. سنگ های گرانیتی در اثر فشار لایه های زیرین زمین به پوسته زمین راه یافته و در پایان دوره کربونیفر و هم چنین در بین دوره های کربونیفر و کرتاسز، تغییر شکل یافته و به کائولن تبدیل شده اند.
|
||||||
استخراج کائولن[ویرایش] |
||||||
سوسپانسیونی که باقی می ماند شامل مقدار زیادی آب است؛ لذا، ابتدا مقداری از آب آن از طریق حوضچه های سرباز تبخیر شده (عمل هم زدن در این جا هم ادامه دارد) و وقتی سوسپانسیون به حد کافی غلیظ شد، با استفاده از فیلتر پرس آب آن را گرفته و کیک های حاصله را درون کوره مخصوص حرارت داده و به صورت یک پودر خشک در می آورند که همان کائولن است. کائولن فرآوری شده در استانداردهای گوناگون در جهان داد و ستد می شود. کائولن بر اساس اندازه ذرات و انقاض تر به خشک طبقه بندی می شود و کارخانه جات تولید کننده کائولن ادعا دارند که آنالیز کائولن آن ها هر روز انجام شده و همیشه دارای ترکیب ثابت است.
|
||||||
ترکیبات کائولن[ویرایش] |
||||||
به علت روش خاصی که در تولید کائولن در انگلستان قرار دارد این ماده می تواند به عنوان یک منبع مهم در تهیه کائولینیت مورد استفاده قرار بگیرد، چرا که عمده مینرال موجود در کائولن، کائولینیت است. بر طبق آنالیز های انجام شده میزان SiO2 و Al2O3 موجود در رس کائولن، باید مطابق اندازه آن ها در کائولینیت باشد (39.5 درصد Al2O3 و 46.5 درصد SiO2 و اگر تطابق برقرار باشد نشان دهنده خلوص بالای کائولن فرآوری شده است.
میزان یون های قلیایی در کائولن کمتر از 2 درصد است و میزان اکسید آهن (Fe2O3) بین 0.15 و 1.2 درصد است. بر طبق آنالیز مینرالی که روی کائولن اگلستان انجام شده است میزان کائولینیت آن 85% یا حتی گاهی بیشتر است و حدود 12 درصد میکا و باقی آن به کوارتز تعلق دارد. البته گاهی اکسیدهای گوناگون هم در کائولن دیده می شود. هر چند از طریق آنالیزهایی که امروزه انجام می شود وجود تقریبا یک درصد مینرال مونت موریلونیت هم اثبات شده است اما به جرات می توان گفت که کائولن انگلستان عاری از مواد آلی است. اندازه ذرات کائولن مانند بالکلی ها یک محدوده وسیع را در بر نمی گیرند. کوچکترین ذراتی که در کائولن دیده شده است ذرات کوچک تر از 0.02 میکرون است، اما با این حال، وجود ذرات کوچکتر از 0.3 میکرون در کائولن غیر معمول است و معمولا ذرات از 0.3 میکرون بزرگترند. |
||||||
خواص کائولن[ویرایش] |
||||||
پلاستیسیته کائولن: مقدار ذرات ریز در کائولن کمتر از بالکلی است و در نتیجه میزان پلاستیسیته کائولن کمتر از بالکلی ها است، به عبارت دیگر، نیروی اتصال کائولن در حالت تر، کمتر است. از مطالب فوق می توان این مطلب را توجیه نمود که چرا بدنه هایی که شامل کائولن هستند (میزان بالکلی در آن ها کم است یا اصلا وجود ندارد) از لحاظ شکل پذیری در حالت پلاستیک کارایی کمتری دارند. تعویض کاتیونی: در کائولن نسبت به بقیه رس ها میزان تعویض کاتیونی کمتر است. عمده یون های تعویضی در کائولن مانند بالکلی بوده و عبارت است از: K+، Na+، Mg+، Ca2+ و H+. دفلوکولاسیون: از آنجا که میزان تعویض کاتیونی در کائولن نسبت به بالکلی بسیار کمتر است، لذا دوغاب کائولن نسبت به دوغاب بالکلی احتیاج به دفلوکولانت کمتری دارد و نسبت به اوردفلوکوله هم حساس می باشد و به راحتی می تواند اوردفلوکوله شود. در مورد این رس، سیلیکات سدیم به تنهایی نمی تواند کاملا دوغاب را دفلوکوله نماید. طبق گزارشات، پلی فسفات ها بیشترین تاثیر را در دفلوکوله کردن دارند اما دفلوکولاسیونی که به وسیله آنها ایجاد می شود پایدار نیست و دوغاب تمایل دارد تا با گذشت زمان دوباره فلوکوله شود. انقباض تر به خشک: مقدار آب کارپذیری که کائولن به آن نیازمند است در مقایسه با بالکلی بسیار کمتر است، از این رو، طبق تحقیقات انجام شده، انقباض تر به خشک به میزان قابل توجهی کمتر از بالکلی ها است. استحکام خام: میزان استحکام خام کائولن، هنگامی که این خاک کاملا در دمای 110 درجه خشک شده باشد، به مراتب کمتر از بالکلی ها است. علت این امر، شاید این باشد که میزان ذرات ریز و مواد آلی کائولن خیلی کمتر از بالکلی ها است. رنگ بعد از پخت: از آنجا که کائولن شامل کمترین ناخالصی ها در مقایسه با دیگر رس ها است (خصوصا از لحاظ اکسیدهای آهن)؛ لذا جزء سفید پخت ترین رس ها به حساب می آید. انقباض پخت: میزان انقباض خطی در مورد خاک کائولنی که در دمای 1280 درجه سانتی گراد پخت شده است حدود 10ال 13 درصد است. رس های کائولن از آن جا که شامل مقادیر کمی از اکسیدهای فلاکس هستند تا دمای 1200 درجه سانتی گراد، ایجاد فاز شیشه در آن ها دیده نشده است. |
||||||
مصارف کائولن[ویرایش] |
||||||
بیشترین بخش کائولن تولید شده پیش از این در صنایع سرامیک به مصرف می رسید. اینک در حدود 50 درصد کائولن در کاغذ سازی، 20 درصد در سرامیک و دیرگداز ها، 10 درصد در لاستیک سازی و 20 درصد در صنایع رنگ و پلاستیک به مصرف می رسد. در صنعت کاغذ سازی از کائولن به عنوان ماده پر کننده و روکش استفاده می شود. در صنعت لاستیک سازی نیز کائولن را به عنوان ماده پر کننده به کار می برند. از کائولن خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و از کائولن ناخالص در تهیه ساخته های سرامیکی نیز کائولن مصرف فراوانی دارد. در رنگ سازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگی و پر کننده بهره می گیرند.
|
||||||
منابع و پیوندها[ویرایش] |
||||||
گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن دبلیو.ای.ورال، مواد اولیه سرامیک، ترجمه مهندس رضا پور عزت، نشر حاذق، 1384. حسین پایدار، مواد اولیه مصرفی در صنایع سرامیک، انتشارات غزل، 1384. محمد حسن کریم پور، کانی ها و سنگ های صنعتی، انتشارت دانشگاه فردوسی مشهد، 1385.
برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است |
||||||
کائولن از دید gostareshonline.com[ویرایش] |
||||||
کائولن در صنایع مختلف بهعنوان ماده اولیه اصلی یا ماده جانبی در کنار دیگر مواد به کار میرود. کائولن دارای خواصی چون خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید، ثابت بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن، سایندگی و قیمت ارزان است. مهمترین کاربردهای کائولن بهعنوان رنگدانه در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، پلاستیکسازی، کاغذسازی، رنگسازی، لاستیکسازی، سرامیکسازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی بهعنوان کاتالیزور، افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس، ظروف دارویی و حشرهکشها را میتوان نام برد. کائولن که برای کانسارهای رسی تقریبا سفید بهکار میرود و از نظر صنعتی به رسیهایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند، اطلاق میشود. این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت یا فرآوردههای بهدست آمده از آن هستند. در گذشته اصطلاح خاک چینی بهعنوان مترادف کائولن استفاده میشد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج میشد. از مهمترین خصوصیات کانیشناسی رسهای کائولن نرمیو عدم سایندگی آنهاست. این نرمیدر کاربردهای صنعتی آن یک مزیت محسوب میشود...ادامه |
||||||
کائولن از دید ngdir.ir[ویرایش] |
||||||
كائولن
يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود.
اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن
مي باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد.
نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از
آن خاك كائولن استخراج مي شده است. كائولن از مجموعة كانيهاي رسي بوده و
فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9
مي باشد .كاني هاي كائولن شامل كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي
باشد. فراوان ترين كاني اين گروه كائولينيت مي باشد. همه اين كاني ها جزء
كاني هاي آلومينو - سيليكات مي باشند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تري
كلينيك متبلور مي شوند. از مهم ترين خصوصيات كاني شناسي رس هاي كائولن نرمي
و عدم سايندگي آنها مي باشد. سختي كائولن در مقياس موهر در حدود 2-5/2 مي
باشد. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت محسوب مي شود. رس هاي كائولن
اكثراً از آلتراسيون كاني هاي آلومينيوم سيليكات در نواحي گرم و مرطوب
بوجود مي آيند. فلدسپات ها از جمله كاني هاي عمومي منشاء پيدايش آنها مي
باشد. پلاژيوكلاز فلدسپارها (سديم يا پتاسيم) معمولاً در ابتدا كائولينه مي
شوند. فلدسپارهاي پتاسيك به كندي آلتره شده و توليد كائولن هاي مخلوط با
سريسيت دانه ريز، ايليت يا هيدروموسكويت مي كند. كائولن يا خاك چيني به رنگ
سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد...ادامه |
||||||
کائولن از دید britannica.com[ویرایش] |
||||||
kaolin, also called china clay, soft white clay that is an essential ingredient in the manufacture of china and porcelain and is widely used in the making of paper, rubber, paint, and many other products. Kaolin is named after the hill in China (Kao-ling) from which it was mined for centuries. Samples of kaolin were first sent to Europe by a French Jesuit missionary around 1700 as examples of the materials used by the Chinese in the manufacture of porcelain. In its natural state kaolin is a white, soft powder consisting principally of the mineral kaolinite, which, under the electron microscope, is seen to consist of roughly hexagonal, platy crystals ranging in size from about 0.1 micrometre to 10 micrometres or even larger. These crystals may take vermicular and booklike forms, and occasionally macroscopic forms approaching millimetre size are found. Kaolin as found in nature usually contains varying amounts of other minerals such as muscovite, quartz, feldspar, and anatase. In addition, crude kaolin is frequently stained yellow by iron hydroxide pigments. It is often necessary to bleach the clay chemically to remove the iron pigment and to wash it with water to remove the other |
واژه كائولن از سلسله جبال بلند كائولينگ به معني قله مرتفع در ناحيه جيان كسي در كشور چين گرفته شده است كه از خاك چيني سفيد رنگ تشكيل شده است.
در اواسط دوران تانگ، قبل از ميلاد مسيح، صنعتگران چيني قدمهاي نخستين را در تصفيه و پاك نمودن مواد اوليه جهت توليد كالاهايي برتر و عاري از نقص برداشته بودند. اين تحولات ابتدا منجر به ساخت برخي ظروف سفالين با سنگنما به رنگ سفيد شد كه در تهيه آنها از خاك كائولن استفاده ميگرديد. آميختن فلاسپاتها با كائولن منجر به تهيه ظروف مزبور گرديد. كه نوع بدنه آنها از استحكام، سفيدي متمايل به زرد و شفافيت متوسطي برخوردار بوده است.
بعلت استقبال فراوان از اين ظروف، عرضه آنها در بازارهاي جهاني افزايش پيدا كرد. اولين كارخانجات صنعتي ظروف پرسيلن يا چيني در چينگ ـ ته ـ چن تأسيس شد كه صدها سال در اين زمينه فعاليت ميكردند. يكي از كشفيات قابل توجهي كه در آن زمان حاصل گرديد و بعدها مورد تقليد و دوباره سازي ساير صنعتگران قرار گرفت. استفاده از كبالت بخاطر رنگ آبي حاصل از آن در ترسيم نقوش بر روي ظروف مزبور بود. كبالت قبلاً بوسيله ايرانيان بر روي ظروف سفالين مورد استفاده قرار گرفته و از طريق آنها نيز به صنعتگران چين منتقل شده بود. بطور كلي تمام مراحل ساخت، اصول اوليه و فرمول چگونگي تهيه چيني آلات هميشه نزد چينيان مخفي نگهداشته ميشد و آنها همواره اين اسرار را بصورت گنجي پاسداري ميكردند.
كشور ژاپن را نيز از دير زمان ميتوان جزء يكي از اولين و بزرگترين توليد كنندگان كالاهاي پرسيلن
(چينيآلات) محسوب نمود. محصولات اين كشور هميشه به تعداد فراوان و با مرغوبيتي متوسط در سطح جهان عرضه ميشده است. فرآوردههاي ژاپن اغلب از نقوش و فرمهاي تقليدي برخوردار بودند و گرچه از جهات تكنيكي در سطح عالي قرار داشتند ولي به لحاظ عدم ابتكار توليدات نامحدود، محصولات چيني اين كشور به لحاظ اهميت در دوره دوم جهاني قرار دارد.
در چين سفرهاي ماركوپلوو ديگران قطعاتي از چينيهاي ساخت وارد اروپا گرديد. در آن زمان اروپائيان ظروفي خشن و ابتدائي توليد ميكردند كه پس از مشاهده قطعات چيني كوشش فراواني در ساختن ظروف چيني بكار بردند. صنعتگران اروپائي با اضافه كردن گرد شيشه به خاكهاي سفيد رنگ سعي نمودند كه محصولات چيني مشابه محصولات كشور چين را توليد نمايند ولي اين كشف تا سال 1709 كه مقارن با شروع تحولات صنعتي در اروپا ميباشد، بوقوع نپيوست.
در آن زمان يعني اواخر قرن 18 ميلادي سفالگران با تجربه پي ميبردند كه تمام رازها در تركيب كائولن، سيليس و فلدسپات نهفته است و گفته ميشود كه اين كشف براي اولين بار توسط بانگر كه شاگرد يك دوافروش آلماني بود انجام گرفته است، ولي امروزه اين كشف را به گرافونت شرينهاس نسبت ميدهند. در برخي نوشتهها به چگونگي روش ساخت چيني و ورود آن بصورت مخفيانه به اروپا توسط ميسيونرهاي مذهبي اروپائي اشاره شده است. اين كشف به سرعت در تمام اروپا اشاعه پيدا كرد و كارخانجات چيني سازي در سرتاسر اين قاره احداث گرديد.
در انگلستان خاك سفيدي كه از منطقه كورنوال استخراج ميشود پرسيلن ادت به معني خاك چيني مينامند. در طي سالهاي اخير همراه با گسترش دانش و كشف خواص گوناگون كائولن، اين ماده جايگاه خاصي در صنعت كسب كرده و امروزه بعنوان ماده اوليه اصلي يا جنبي و كاتاليزور در بسياري از صنايع استفاده ميگردد.
كائولن در ايران نيز از دير باز مورد توجه بوده و آثار حفريات قديمي از قبيل تونل و گودالهاي متعدد، حكايت بر شناخت آن نزد پيشينيان ايران زمين دارد. تاريخ معدنكاري بر روي كائولن در ايران به درستي معلوم نيست. در قرن نهم اين اشياء در بين ايرانيان بسيار رايج بوده و سفالگران سلاجقه و صفويه سعي فراوان در بازسازي آنها كردند. در عصر صفويان تعدادي از صنعتگران چيني نيز جهت تعليم و آموزش به ايران آمدند ولي از اين آموزش نتايج مطلوبي حاصل نشد. بجز آنكه ايرانيان بشدت تحت تأثير نقوش و رنگهاي هنرمندان چيني قرار گرفتند. از آن به بعد بتدريج پي به اهميت و خواص كائولن بردند و در صنايع مختلف از آن استفاده كردند.
مشخصات کائولن:
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود و از نظر صنعتي به رسي هايي كه داراي مقدار قابل توجهي كائولينيت باشند،اطلاق ميشود.
اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن مي باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد. نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج مي شده است.
كائولن از مجموعة كانيهاي رسي بوده و فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9 مي باشد.كاني هاي كائولن شامل كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي باشد. فراوان ترين كاني اين گروه كائولينيت مي باشد. همه اين كاني ها جزء كاني هاي آلومينو- سيليكات مي باشند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تري كلينيك متبلور مي شوند. از مهم ترين خصوصيات كاني شناسي رس هاي كائولن نرمي و عدم سايندگي آنها مي باشد. سختي كائولن در مقياس موهر در حدود 2-5/2 مي باشد. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت محسوب مي شود.
رس هاي كائولن اكثراً از آلتراسيون كاني هاي آلومينيوم سيليكات در نواحي گرم و مرطوب بوجود مي آيند. فلدسپات ها از جمله كاني هاي عمومي منشاء پيدايش آنها مي باشد. پلاژيوكلاز فلدسپارها (سديم يا پتاسيم) معمولاً در ابتدا كائولينه مي شوند. فلدسپارهاي پتاسيك به كندي آلتره شده و توليد كائولن هاي مخلوط با سريسيت دانه ريز، ايليت يا هيدروموسكويت مي كند.
كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد.
آمريكا، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ ترين توليد كنندگان كائولن مي باشند.
به طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي توان به صورت زير نام برد:
1. از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي ماند.
2. داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي سازد.
3. دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
4. نرمي و غير سايشي بودن آن
5. قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
6. قيمت ارزان
کانی های کائولن:
• کائولينيت Kaolinit :
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول شيميايي (OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم تري کلينيک و سختي حدود 5/2-1، داراي 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب داراي پلاستيسيته بوده و عملاً در آب، اسيدهاي سرد و رقيق، اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپات ها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمت هاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت- ديكيت از نظم کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزيت در مقايسه با بقيه کوچکتر است. کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
• رس توپي:
رس توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و مقدار جزئي ايليت، كلريت، كوارتز و مونتموريونيت است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ايليت و كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي، مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمك هاي محلول از جمله ناخالصي هاي رس توپي هستند. رس توپي بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن جا كه ذرات ريز كاني هاي رسي را به همراه دارد، خاصيت شكل پذيري آن بسيار خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از : سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع كاشي ها، ظروف غذاخوري، صنايع دستي و ديرگدازها.
• هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو حالت آب دار و بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه بقيه است و تنها دو مولکول اضافي آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير است. هالوزيت بيشتر در زون هاي آلتراسيون و بندرت در زون هاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده مصارف آن در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و سراميك است.
• ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• ناكريت :
ناکريت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود. نحوه قرار گيري ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم است و بر همين اساس بلورهاي آنها بزرگترند و به سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت- ديكيت- كائولينيت- هالوزيت). ناکريت کمياب بوده و در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• خاك رس آتشخوار :
بيشتر خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده، كائولين در آن به خوبي متبلور مي شد و نظم مطلوبي در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار، علاوه بر كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز هست. هر نوع خاكي كه دماي بيش از 1500 درجه سانتي گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذير، نيمه شكل پذير و بي شكل تقسيم مي گردد. خاك رس آتشخوار، بيشتر در افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه به شاموت معروفند. ديگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است.
كائولن یك اصطلاح اقتصادی است كه برای كانسارهای رسی تقریباً سفید به كار می رود. این كانسارها اغلب شامل كانی كائولینیت و یا فرآورده های بدست آمده از آن می باشند. در گذشته اصطلاح خاك چینی به عنوان مترادف كائولن استفاده می شد. نام كائولن از كلمه كائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج می شده است. كائولن یا خاك چینی به رنگ سفید بیشترین كاربرد را در تولید چینی و سرامیك دارد. آمریكا، روسیه، جمهوری چك و برزیل بزرگ ترین تولید كنندگان كائولن می باشند.
سنگ کائولین برحسب نوع
پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود. یكی از مهم ترین
خصوصیات صنعتی كائولن ماهیت شیمیایی خنثی آن می باشد. كائولن تحت شرایط
شیمیایی صنعتی و در محدوده PH بین 3 تا 9 پایدار می باشد. بنابراین می
تواند به راحتی به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با سایر تركیبات استفاده
شود.
صفحات بلوری نازك قدرت پوشش دهی خوبی را فراهم می آورد و برای پوشش روی كاغذ و رنگ بهتر است. كائولن اغلب در فرآینده های صنعتی به عنوان سوسپانسیون پلیمر مایع یا آب به كار می رود. ویسكوزیته یا گرانروی این اسلاری های مایع نكته ای مهم می باشد. اساساً ارزش كائولن به علت گرانروی خیلی كم آن در درصدهای جامد بالا می باشد. این خصوصیت بر خلاف ویژگی بنتونیت است.
مرغوبترین کائولنها تا حدود 20 درصد ناخالصی را دارا میباشند که به منظور کاهش این ناخالصیها بطرق مختلف فرآوری میگردد و در هر روش نوعی خاص از این ماده حاصل میشود و هر کدام مصرف ویژه خود را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتیکی، نوع فرآوری نیز محصول را از یکدیگر متمایز مینماید. ذخایر كائولین به انواع زیر تقسیم می شوند: ذخایر هوازده، ذخایر گرمابی، ذخایر حمل شده، ذخایر دیاژنزی
سنگ کائولین برحسب نوع پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود. یكی از مهم ترین خصوصیات صنعتی كائولن ماهیت شیمیایی خنثی آن می باشد. كائولن تحت شرایط شیمیایی صنعتی و در محدوده PH بین 3 تا 9 پایدار می باشد. بنابراین می تواند به راحتی به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با سایر تركیبات استفاده شود.
كانی های مهم كائولن:
كانیهای این گروه عبارتند از : كائولینیت، دیكیت، ناكریت و هالوزیت. كائولینیت فراوانترین كانی این گروه است. ترکیب شیمیایی تمامی آنها یکسان و شامل 2SiO2.Al2O3.2H2O است. كائولینیت فراوانترین كانی گروه کائولن است و در سیستم تری کلینیک متبلور می شود و دیكیت و ناكریت در سیستم مونوکلینیک متبلور می شوند.

• کائولینیت Kaolinit :
کائولن با نام کانی شناسی کائولینیت با فرمول شیمیایی (OH)8 (Si4O10) Al4 در سیستم تری کلینیک و سختی حدود 5/2-1 ، دارای 5/39 درصد Al2O3 ،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتی مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفید مایل به زرد و گاهی هم کمی سبز یا آبی رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب ، بوی شدید خاک می دهد. این کانی اغلب دارای پلاستیسیته بوده و عملاً در آب ، اسیدهای سرد و رقیق ، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک گرم و غلیظ و ئیدروکسیدهای قلیایی نامحلول حل می شود.
اغلب ذخایر کائولینی در اثر هوازدگی و تجزیه سنگهای ولکانیکی حاوی سیلکات آلومینیوم بوجود می آیند. سنگها گرانیتی، گنایس ها، کوارتز، پورفیری ها و همچنین رسوبات حاوی فلدسپاتها، میکا و زئولیت جهت ایجاد کائولینیت مناسب می باشند که در اثر هوازدگی و تجزیه شیمیائی مواد قلیائی و مقداری از SO2 خارج شده و کوارتز و سایر کانی های همراه بصورت ترکیب باقی می مانند.
کائولن ممکن است نتیجه آلتراسیون هیدروترمال باشد. در این صورت، محلول هیدروترمال سردتر از 300 درجه سانتی گراد در داخل سنگهای با فلدسپات بالا، سبب شستن یونهای Ca++,K+, Na+ و سایر کاتیون ها و رسوب آنها با H+ بیشتر می شود. اغلب این گونه ذخایر در ارتباط با سیستم متئوریک هیدروترمال، که حرارت از سنگهای ولکانیکی مشتق می شود، می باشند.
ذخایر بزرگی از کائولینیت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجی ترین قسمتهای سیستم هیدروترمالی، مرتبط با باتولیت های گرانیتی وجود دارند که به عمق چندین کیلومتر تشکیل شده اند.
کائولینیت در مقایسه با ناكریت – دیكیت از نظم کمتری برخوردار است و به همین دلیل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزیت در مقایسه با بقیه کوچکتر است. کائولینیت در زون های هوازده و آلتراسیون سنگ های آذرین و دگرگونی به ویژه فلدسپارها تشکیل می شود.
• رس توپی:
رس توپی یك نوع سنگ رسوبی است كه حاوی كائولینیت و مقدار جزئی ایلیت، كلریت، كوارتز و مونتموریونیت است. ذرات كائولینیت در رس توپی در مقایسه با سایر منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولینیت رس توپی 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ایلیت و كلریت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلی، مونتموریونیت، تركیبات اهن، اكسید تیتان و نمكهای محلول از جمله ناخالصیهای رس توپی هستند. رس توپی بیشتر همراه با لایه های زغال دار است و از آن جا كه ذرات ریز كانیهای رسی را به همراه دارد، خاصیت شكل پذیری آن بسیار خوب است. رنگ رس توپی قهوه ای مایل به سیاه است و مصارف آن عبارتند از : سرامیكهای بهداشتی، چینی های الكتریكی، انواع كاشیها، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و دیرگدازها.
• هالوزیت:
هالوزیت نوعی كائولین است که به دو حالت آب دار و بدون آب یافت می شود و ترکیب نوع آب دار آن مشابه بقیه است و تنها دو مولکول اضافی آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخیص هالوزیت به كمك پراش اشعه ایكس امكان پذیر است. هالوزیت بیشتر در زونهای آلتراسیون و بندرت در زونهای هوازده ساپرولیت یافت می گردد. عمده مصارف آن در تهیه سیمان پورتلند و تهیه نسوزها و سرامیك است.
• دیکیت:
دیكیت نوعی كائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود و عمدتاً در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.
• ناكریت :
ناکریت نوعی كائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود. نحوه قرار گیری ورقه های کائولینیت در ناکریت منظم است و بر همین اساس بلورهای آنها بزرگترند و به سمت هالوزیت کاملاً بی نظم است (ناكریت - دیكیت - كائولینیت - هالوزیت ). ناکریت کمیاب بوده و در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.
• خاك رس آتشخوار :
بیشتر خاك رس آتشخوار از كائولینیت تشكیل گردیده، كائولین در آن به خوبی متبلور می شد و نظم مطلوبی در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار ، علاوه بر كائولین حاوی اكسید و هیدروكسیدهای آلومینیوم نیز هست. هر نوع خاكی كه دمای بیش از 1500 درجه سانتی گراد را تحمل کند و میزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذیر ، نیمه شكل پذیر و بی شكل تقسیم می گردد. خاك رس آتشخوار، بیشتر در افقهای پایین لایه های زغال دار پیدا می شود.
مصرف عمده این خاك در تهیه آجرهای آتشخوار است كه به شاموت معروفند. دیگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، دیگهای گرمابی و كاشی های نسوز است.
◄ انواع ذخایر کائولن:
ذخایر كائولین به انواع زیر تقسیم می شوند: ذخایر هوازده، ذخایر گرمابی، ذخایر حمل شده، ذخایر دیاژنزی. ذخایر کائولن براساس نحوه تشکیل به دوصورت اولیه و ثانویه تشکیل می شوند :
· ذخایر کائولن اولیه : هوازدگی ، کرمابی و سولفاته.
· ذخایر کائولن ثانویه : رسوبی ، کائولینیتی ، بال کلی و خاک نسوز
ذخیره کائولن دارای گستردگی لازم جهت تأمین نیازهای این ماده معدنی در طی سالیان آینده می باشد و مقدار آن در حدود 20 میلیارد تن در جهان تخمین زده شده است. ذخایر کمربند جورجیا ، کارولینای جنوبی در ایالات متحده امریکا بین 5 تا 10 میلیارد تن برآورد شده است. کشورهای هندوستان ، برزیل ، چین ، انگلستان و اکراین دارای ذخایر عظیم کائولن می باشند.
ایران در بین کشورهای جهان با دارا بودن ذخیره ای در حدود 40 میلیون تن ، کمتر از 1% از کل ذخایر کائولن جهان را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر ذخایر احتمالی کائولن در کشور بیش از 230 میلیون تن تخمین زده شده است و در سنگ های آذرین اسیدی از پرکامبرین تا میوسن در استان های فارس ، اصفهان ، آذربایجان ، زنجان ، خراسان ، مرکزی ، قزوین و تهران پراکنده شده اند. مصرف عمده ایران در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی كوره ها، دیگ های گرمایی و كاشی می باشد.
کانسارهای کائولن و رس های کائولینی در 4 گروه زیر براساس موقعیت جغرافیایی تقسیم بندی می شوند :
الف ) ذخایر رس های کائولینی در بخش های مرکزی ایران
ب ) ذخایر رس های کائولینی در بخش های خاور ایران
ج ) رس های کائولینی در بخش های شمال و شمال باختر ایران
د) ذخایر کائولینی در بخش های جنوب و جنوب باختر ایران
• ذخایر هوازده:
سنگهای غنی از آلومینیوم نظیر شیلها، آرکوزهای غنی از الکالی فلدسپات ، آذرین فلدسپاتوئید دار ( نفلین سینیت ) ، بازالت كالك آلكالن و آلكالن، گرانیتهای فوق آلومینیوم و... در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب در سطح زمین تحت تأثیر هوازدگی شیمیایی واقع شده و تغییرات زیادی در تركیب شیمیایی و كانی شناختی آنها ایجاد می شود. آب كافی و دمای مناسب موجب رویش گیاهان شده و در نتیجه PH آب كاهش می یابد. پایداری كانیهای متشكله سنگها متفاوت بوده و نوع تغییرات آنها نیز یكسان نیست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكیل ذخایر كائولین هوازده عبارتند از :
آب و هوای گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غنی از آلومینیوم ، بالا بودن خلل و فرج و درزه و شكستگی در سنگ، پایین بودن سطح آبهای زیرزمینی ، زمان كافی، بالابودن میزان آبی كه در سنگ جریان داشته است و شست و شو و حمل كاتیونها.
در شرایط مناسب یاد شده اكثر كانیهای سنگ به استثنای كوارتز تحت تأثیر هوازدگی شیمیایی واقع شده و به تركیبات دیگر تغییر می كنند. پتاسیم فلدسپات با كاهش PH به كائولینیت و یا ایلیت تبدیل می شود:
پتاسیم فلدسپات + كاهش PH آب كائولینیت + SiO2+KOH
در صورتی كه تمامی KOH شسته شود ، كائولینیت تشكیل خواهد شد (پایین بودن سطح آبهای زیر زمینی موجب شست و شوی كامل بیشتر كاتیونها می شود). اگر سطح آب زیرزمینی بالا باشد تمامی K، Na، Ca شسته نخواهد شد و در این حالت ایلیت و اسمكتیت تشكیل می شود.
• ذخایر گرمابی:
از تأثیر محلولهای گرمابی( كه PH آنها اسیدی است) بر سنگهای حاوی كانیهای آلومین سیلیكات (نظیر فلدسپاتها، فلدسپاتوئیدها، میكاها و... ) در شرایط مناسب كائولینیت تشكیل می شود. ذخایر كائولینیت گرمابی غالباً در زون های گسلی قرار دارند، مگر دركانسارهای پورفیری (نوع قلع- مولیبدن و تنگستن) كه منطقه گسترده ای را شامل می شوند. كائولینیت بخشی از زونهای آلتراسیون كانسارهای گرمابی را تشكیل می دهد.
در اكتشاف كانسارهای گرمابیAu, Ag, Sb, As,Hg, F ، زون كائولینیت راهنمای مناسبی برای تعیین موقعیت این ذخایر محسوب می شود.
خاستگاه کانسارهای كائولین به سه گروه برجا ، رسوبی و گرمابی طبقه بندی می شوند. عمده ذخایر کائولن ایران در اثر دگرسانی سنگ های آذرین ( ریولیت و آندزیت ) و عمدتاً در کمربندهای آتشفشانی دوران سوم به ویژه در ائوسن جای دارند. معادن کائولن زنوز ، کوشک نصرت و قازان راغی از این نوع معادن می باشد.
◄ روشهای فرآوری:
كائولن ابتدا بهصورت خشك فرآوری میشود كه شامل خردكن، خشككردن و نرمكردن است، كه محصول آن كائولن با كاربری در سرامیك، رنگ و لاستیك است. فرآوری تر، یا شستشو با آب كانیهای غیركائولن را از مایع رسدار جدا میكند، كه در این مرحله كائولن با كاربری به عنوان پركننده و پوشش حاصل میشود. در انواع سرندها، هیدروسیكلونها و... مایع رسی را میتوان تا حد 30% جامد در مخزن تهنشینی غلیظ كرد و با سانتریفوژ كردن، 75% ذرات با اندازه 2 میكرومتری را از آن جدا كرد، ذرات درشت با اولترافلوتاسیون ریزشده و بعد مراحل تورق زدایی، غربال كردن، *****كردن و خشك كردن و گاهی تكلیس برروی آن انجام میشود.
در حالت دیگر مایع كائولندار به دو دسته ریز و درشت با استفاده از سانتریفوژ، هیدروسیكلون یا جداسازی با آب بطور ممتد تقسیم شده و بعد تركیبات آهندار رنگزا از آن شسته میِشود. بعد از آبگیری با تبخیر، ***** مكش چرخان یا فشاری، كیك كائولنی را میتوان خارج كرد و خشك نمود و یا به صورت ماده با 70% جامد برای دادوستد منتقل كرد.
درتورقزدایی، ذرات كائولن به صورت مكانیكی به ذرات روشن و نازكی جدا شده و در دما C °500 تكلیس میشوند تا ساختار بلوری مجزایی در آن بوجود آید. این عمل سبب افزایش درخشندگی و كدری كائولن می شود.
حتی بهترین کائولن های دنیا هم در حدود 20 % ناخالصی دارند. بنابراین بایستی آنها را تغلیظ کرد و مواد قلیایی آن را به کمتر از 5/1 % رساند.
کائولن مصرفی باید دارای مشخصات ذیل باشد :
1- درصد Al2O3 باید از 30 % بیشتر باشد.
2- میزان اکسیدهای آهن Fe2O3 نباید از 1 درصد بیشتر شود.
3- میزان اکسید تیتانیوم TiO2 باید به 2/0 درصد کاهش یابد.
4- اکسیدهای قلیایی نباید از 2 درصد بیشتر شود.
5- حداکثر میزان CaO ، 2/0 درصد و MgO ، 3/0 درصد باشد.
6- افزایش میزان کائولینیت نسبت به سایر کانی های موجود باعث مرغوبیت کائولن می شود.
7- دیر گدازی کائولن باید در حدود 1700 درجه سانتیگراد باشد.
8- مدول گسیختگی آن باید بیش از 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد.
◄ کاربرد کائولن در صنعت:
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.
• پرکننده و پوشش دهنده مناسب
• از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات pH بدون تغییر باقی می ماند.
• به عنوان جذب کننده مناسب مرکب و رنگ ها.
• 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.
• نرم کننده سطح و غیرسایشی بودن آن.
• قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما.
در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود. 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.
بيشترين مصارف كائولن در كاغذسازي، سراميك، رنگسازي، ديرگداز، پلاستيك، لاستيك سازي، دارويي، حشره كش، جذب كننده، مواد پاك كننده، مواد غذايي، تهيه داروها و تهيه كودهاي شيميايي است. حدود 50 درصد از كائولن در كاغذسازي به عنوان پركننده و روكش، 20 درصد در صنايع سراميك و ديرگداز، 10 درصد در لاستيك سازي به عنوان پركننده و 20 درصد در رنگ سازي پلاستيك استفاده مي شود. كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. سنگ کائولن برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و سخت طبقه بندي مي شود. مصارف سنگ کائولن با پيوند نرم عمدتاً در صنايع کاشي سازي، چيني و سراميک سازي لستفاده مي شود و مصارف سنگ کائولن با پيوند سخت در صنايع لاستيک سازي و کاغذ سازي استفاده مي شود .
رنگدانه: كائولن كه به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار مي گيرد به نوع پركننده و پوشش كاغذ تقسيم مي شود كه اين تقسيم بندي براساس درخشندگي، اندازة ذرات و ويسكوزيته آن است. كائولن كاني پركنندة ارزان، سفيد يا نزديك به سفيد است كه در يك دامنه وسيع از PH خنثي است. غير ساينده و اندازه ذرات كوچك ولي فابل كنترل، هدايت گرمايي و الكتريكي كم و درخشندگي خوب است، در كاغذ، پلاستيك، رنگ، لاستيك، چسب، بتونه و... كاربرد دارد. تركيب شيميايي آن بحراني نيست به جز اينكه در رنگ تاثير ميگذارد، همچنين جذب روغن يا نفت آن بويژه براي رنگ يا لاستيك مهم است. خواص فوق به همراه شكل دانه ها، ويسكوزيته و PH به آن اجازه ميدهد تا به عنوان رنگدانة پوششي كاغذ بكار رود. درخشندگي، صافي و پذيرش جوهر در كاغذهاي چاپ و نوشتاري، هنري و... از خواص آن است. در پلاستيك، كائولن براي ايجاد سطح صاف، پايداري در جهات مختلف و مقاوت در برابر مواد شيميايي مصرف ميشود (PVC، پلي استر ترموپلاستيك، نايلون و...).
كاغذسازي: استفاده از كائولن در كاغذسازي باعث نرمي كاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگي، ارزاني و پوشش مناسب از ديگر مزيت هاي استفاده از كائولن در صنايع كاغذسازي است.
رنگ سازي: استفاده از كائولن در رنگ سازي پلاستيك سبب كنترل ويسكوزيته مي شود. 10 % كائولن در رنگ سازي مورد مصرف دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوششدهي، روان كنندگي و پخش كردن رنگ ميشود. در رنگ سازي از كائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگي و پرکننده بهره مي گيرند. در رنگهايي كه با آب شسته مي شِوند نيز انواع كائولن درشت دانه نوع مات و انواع كائولن ريزدانه نوع شيشه اي را ايجاد مي كنند.
لاستيك سازي: در صنعت لاستيک سازي نيز كائولن را به عنوان ماده پرکننده به کار مي برند. كائولن مقاومت در برابر سايش و صلبيت آن را افزايش ميدهد. از كائولن خالص و نرم در لاستيک هاي نرم نظير کاشي هاي لاستيکي و كائولن ناخالص در تهيه لاستيک هاي سخت نظير پاشنه و کف در کفش ها و لاستيک خودرو ها استفاده مي شود
سراميك سازي: 20 % کائولن به عنوان يكي از مواد اوليه و اساسي در صنايع کاشي، چيني و سراميك سازي است. كائولن از انواع نسوزهاي آلومينيايي است كه ميزان Al2O3 در آنها بسته به نوع آنها متغير است. انواع كم آلومينا كائولن تكليس شده، فلينت (45-35%) و انواع پرآلومينا مانند آندالوزيت، كيانيت و سيليمانيت (60-40%).
كاربرد شيميايي ديگر: كائولن داراي آلومينا و سيليكا است (افزودني سيمان، توليد زئوليت و سولفات آلومينيم، توليد فايبرگلاس، كاتاليزور و عمل كنندههاي كاتاليزور، ظروف دارويي، حشره كشها، غذاي حيوانات).
معدن كائولن زنوز:
معدن كائولن زنوز (آق داغ) در 20 كيلومتري شمال شرقي شهرستان مرند در مجاورت شهر زنوز قرار دارد. كائولينيزاسيون سنگهاي آتشفشاني موجب ايجاد ذخاير مناسبي در منطقه زنوز در محدوده اي به وسعت 250 كيلومتر مربع و عمق حدود 60 متر شده است. معدن كائولن زنوز در اين منطقه قرار دارد. كوه آق داغ با ارتفاع 244 متر از قاعده بشكل هرم است كه طول آن 700 و عرض آن 350 متر است. پديده كائولينيزاسيون سنگهاي فوق ممكن است با دگرساني گرمابي به بخش مركزي محدوده فوق مربوط باشد. قسمت اصلي كائولن زنوز از كانيهاي رسي (كائولنيت)، بيوتيت و كوارتز و كانيهاي فرعي مانند هالويزيت، ايليت و اسمكتيت تشكيل شده است. براساس مطالعات صورت گرفته بر روي نمونههاي مختلف كانسار، مشخص شده كه ناخالصي عمدهاي كه خواص تكنولوژيكي اين كانسار را خدشه دار نموده، كوارتز ميباشد براساس مطالعاتي كه بر روي كائولن زنوز صورت گرفته، مشخص شد كه امكان جدايش كوارتز كه به علت خاصيت سايندگي سبب محدوديت مصرف آن در صنايع كاغذسازي ميگردد از طريق فلوكولاسيون انتخابي وجود دارد. وزن مخصوص كائولن زنوز 2.24 گرم بر سانتي متر مكعب است.
اين معدن داراي ذخيره قطعي 33 ميليون تن ،ذخيره مطمئن 48 ميليون تن وذخيره احتمالي 90 ميليون تن كائولن بوده و بزرگترين معادن كائولن كشور است. همچنين در مجاورت اين معدن معدن ديگري تحت عنوان " بلوولوق "وجود دارد كه داراي ذخيره كائولن بالائي است و هم اكنون از اين معدن نيز جهت تامين كارخانه كائولن شويي استفاده مي گردد. همچنين بر اساس مطالعات اكتشافي در روستاي زنوزق نيز معدن كائولن ديگري كشف شده است. با توجه به خصوصيات زمين شناسي منطقه و نيز امتداد زون كائولنيزه شده احتمال وجود ذخاير ديگري از كائولن در منطقه وجود دارد.
تاريخچه معدن:
روسها براي اولين بار معدن كائولن زنوز را كشف و از آن بصورت پلكاني استخراج نموده اند. شروع استخراج كائولن از معدن به صورت روباز در سال 1337 صورت گرفت. در سال 1364 شركت صنايع خاك چيني ايران در 12 كيلومتري معدن كائولن زنوز با مشاركت شركت سرمايه گذاري تأمين اجتماعي و با هدف توليد كائولن شسته شده و ميكرونيز تاسيس شد.كارخانه صنايع خاك چيني ايران در 12 كيلومتري معدن كائولن زنوز و تأمين كائولن مصرفي صنايع چيني ظروف و بهداشتي کاشی و سرامیک و لعاب كه از منابع خارجي تأمين مي شد. کسب سهم عمده بازار كائولن ایران در سال 1379. شروع صادرات به کشور پاکستان1381 و صادرات به کشورهای امارات،عمان و بنگلادش... در سال 1383
كارخانه كائولن شويي زنوز:
اولين و تنهاترين کارخانه فرآوري کائولن در ايران کارخانه زنوز بوده که ظرفيت توليد ساليانه آن در دو خط تر و خشک 90000 تن و ظرفيت توليد کائولن براي درجه کاشي 76000 تن در سال ميباشد
ميزان توليد هر يك از سه خط توليد آنها در سال بشرح زير است:
خط تر درجه يك : 33000 تن، خط خشك درجه يك، 16000 تن
خط تر درجه دو : 12000 تن، خط خشك درجه دو، 29000 تن
ميزان توليد كائولن درجه كاشي: 76000 تن
كارخانه شرکت صنایع خاک چینی ایران با ظرفیت سالانه 100000 تن تولید کننده انواع كائولن شسته شده و فرآوری شده ، فلدسپار،بال کلی، سیلیس ودیگر محصولات مرتبط است واستخراج مواد عمدتا از معدن زنوز با33 میلیون تن ذخیره قطعي میباشد. روش معدن كاري در معدن زنوز به صورت خشك و روباز ميباشد. سنگ هاي كائولن توسط انفجار و يا بلدوزر استخراج و دپو شده و پس از تعيين درجه بندي توسط كاميون به كارخانه حمل مي شود.
منابع:
- ارزاني، كاوه (1366)، معدن كائولن زنوز ، دانشگاه آخن آلمان
- گزارشات اكتشافي كائولن در آذربايجان، سازمان زمين شناسي كشور
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود. اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن مي باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد. نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج مي شده است. كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. آمريكا، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ ترين توليد كنندگان كائولن مي باشند.
سنگ کائولين برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و سخت طبقه بندي مي شود. يكي از مهم ترين خصوصيات صنعتي كائولن ماهيت شيميايي خنثي آن مي باشد. كائولن تحت شرايط شيميايي صنعتي و در محدوده PH بين 3 تا 9 پايدار مي باشد. بنابراين مي تواند به راحتي به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با ساير تركيبات استفاده شود.
از جمله خصوصيات اقتصادي مهم كائولن اندازه ريز ذرات آن مي باشد. اغلب ديگر موادي كه به عنوان رنگدانه، پركننده ، پوشش دهنده و روان ساز استفاده مي شوند، بايد به وسيله عمليات هزينه بر خردايش و آسيا كردن، كاهش اندازه داده و به پودر تبديل شوند.
صفحات بلوري نازك قدرت پوشش دهي خوبي را فراهم مي
آورد و براي پوشش روي كاغذ و رنگ بهتر است. كائولن
اغلب در فرآينده هاي صنعتي به عنوان سوسپانسيون
پليمر مايع يا آب به كار مي رود. ويسكوزيته يا
گرانروي اين اسلاري هاي مايع نكته اي مهم مي باشد.
اساساً ارزش كائولن به علت گرانروي خيلي كم آن در
درصدهاي جامد بالا مي باشد. اين خصوصيت بر خلاف
ويژگي بنتونيت است.
مرغوبترين کائولنها تا حدود 20 درصد ناخالصي را
دارا ميباشند که به منظور کاهش
اين ناخالصيها
بطرق مختلف فرآوري ميگردد و در هر روش نوعي خاص
از اين ماده حاصل ميشود و هر کدام مصرف ويژه خود
را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتيکي، نوع فرآوري
نيز محصول را از
يکديگر متمايز مينمايد.
ذخاير كائولين به انواع زير تقسيم مي شوند: ذخاير
هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده، ذخاير
دياژنزي
◄ كاني هاي مهم كائولن:
كانيهاي اين گروه عبارتند از : كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت. كائولينيت فراوانترين كاني اين گروه است. ترکيب شيميايي تمامي آنها يکسان و شامل 2SiO2.Al2O3.2H2O است. كائولينيت فراوانترين كاني گروه کائولن است و در سيستم تري کلينيک متبلور مي شود و ديكيت و ناكريت در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شوند.
• کائولينيت
Kaolinit :
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول
شيميايي (OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم تري کلينيک و
سختي حدود 5/2-1 ، داراي 5/39 درصد Al2O3 ،5/46
درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 –
1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785
است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز
يا آبي رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب ،
بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب داراي
پلاستيسيته بوده و عملاً در آب ، اسيدهاي سرد و
رقيق ، اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ
و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه
سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي
آيند. سنگها گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري
ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپاتها، ميکا و زئوليت
جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر
هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از
SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه
بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد.
در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه
سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب
شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب
آنها با H+ بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در
ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از
سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL
انگلستان در خارجي ترين قسمتهاي سيستم
هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود
دارند که به عمق چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت – ديكيت از نظم
کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و
ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزيت در مقايسه با
بقيه کوچکتر است.
کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي
آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
• رس
توپي:
رس توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و
مقدار جزئي ايليت، كلريت، كوارتز و مونتموريونيت
است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير
منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي
20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ايليت و
كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي،
مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمكهاي
محلول از جمله ناخالصيهاي رس توپي هستند. رس توپي
بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن جا
كه ذرات ريز كانيهاي رسي را به همراه دارد، خاصيت
شكل پذيري آن بسيار خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي
مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از :
سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع
كاشيها، ظروف غذاخوري، صنايع دستي و ديرگدازها.
• هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو حالت آب دار و
بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه
بقيه است و تنها دو مولکول اضافي آب دارد
(2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير
است. هالوزيت بيشتر در زونهاي آلتراسيون و بندرت
در زونهاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده
مصارف آن در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و
سراميك است.
• ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک
متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون
تشکيل مي شود.
• ناكريت
:
ناکريت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک
متبلور مي شود.
نحوه قرار گيري ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم
است و بر همين اساس بلورهاي آنها بزرگترند و به
سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت - ديكيت -
كائولينيت - هالوزيت ). ناکريت کمياب بوده و در
زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• خاك
رس آتشخوار :
بيشتر خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده،
كائولين در آن به خوبي متبلور مي شد و نظم مطلوبي
در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار ، علاوه بر
كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز
هست. هر نوع خاكي كه دماي بيش از 1500 درجه سانتي
گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3 موجود در آن قابل
توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس
آتشخوار به انواع شكل پذير ، نيمه شكل پذير و بي
شكل تقسيم مي گردد. خاك رس آتشخوار، بيشتر در
افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه
به شاموت معروفند. ديگر مصارف آن در ساخت قطعات
كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است.
◄ انواع ذخاير کائولن:
ذخاير
كائولين به انواع زير تقسيم مي شوند: ذخاير
هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده، ذخاير
دياژنزي. ذخاير کائولن براساس نحوه تشکيل به
دوصورت اوليه و ثانويه تشکيل مي شوند :
· 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 مي باشد 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 مي باشد.
کانسارهاي کائولن و رس هاي کائوليني در 4 گروه زير
براساس موقعيت جغرافيايي تقسيم بندي مي شوند :
الف ) ذخاير رس هاي کائوليني در
بخش هاي مرکزي ايران
ب ) ذخاير رس هاي کائوليني در
بخش هاي خاور ايران
ج ) رس هاي کائوليني در بخش هاي
شمال و شمال باختر ايران
د) ذخاير کائوليني در بخش هاي
جنوب و جنوب باختر ايران
• ذخاير هوازده:
سنگهاي غني از آلومينيوم نظير شيلها، آرکوزهاي غني
از الکالي فلدسپات ، آذرين فلدسپاتوئيد دار (
نفلين سينيت ) ، بازالت كالك آلكالن و آلكالن،
گرانيتهاي فوق آلومينيوم و... در شرايط آب و
هوايي گرم و مرطوب در سطح زمين تحت تأثير هوازدگي
شيميايي واقع شده و تغييرات زيادي در تركيب
شيميايي و كاني شناختي آنها ايجاد مي شود. آب كافي
و دماي مناسب موجب رويش گياهان شده و در نتيجه PH
آب كاهش مي يابد. پايداري كانيهاي متشكله سنگها
متفاوت بوده و نوع تغييرات آنها نيز يكسان نيست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكيل ذخاير كائولين هوازده
عبارتند از :
آب و هواي گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غني
از آلومينيوم ، بالا بودن خلل و فرج و درزه و
شكستگي در سنگ، پايين بودن سطح آبهاي زيرزميني ،
زمان كافي، بالابودن ميزان آبي كه در سنگ جريان
داشته است و شست و شو و حمل كاتيونها.
در شرايط مناسب ياد شده اكثر كانيهاي سنگ به
استثناي كوارتز تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع
شده و به تركيبات ديگر تغيير مي كنند. پتاسيم
فلدسپات با كاهش PH به كائولينيت و يا ايليت تبديل
مي شود:
پتاسيم فلدسپات + كاهش PH آب كائولينيت + SiO2+KOH
در صورتي كه تمامي KOH شسته شود ، كائولينيت تشكيل
خواهد شد (پايين بودن سطح آبهاي زير زميني موجب
شست و شوي كامل بيشتر كاتيونها مي شود). اگر سطح
آب زيرزميني بالا باشد تمامي K، Na، Ca شسته
نخواهد شد و در اين حالت ايليت و اسمكتيت تشكيل مي
شود.
• ذخاير گرمابي:
از تأثير محلولهاي گرمابي( كه PH آنها اسيدي است)
بر سنگهاي حاوي كانيهاي آلومين سيليكات (نظير
فلدسپاتها، فلدسپاتوئيدها، ميكاها و...
) در شرايط مناسب كائولينيت تشكيل مي شود. ذخاير
كائولينيت گرمابي غالباً در زون هاي گسلي قرار
دارند، مگر دركانسارهاي پورفيري (نوع قلع- موليبدن
و تنگستن) كه منطقه گسترده اي را شامل مي شوند.
كائولينيت بخشي از زونهاي آلتراسيون كانسارهاي
گرمابي را تشكيل مي دهد.
در اكتشاف كانسارهاي گرمابيAu, Ag, Sb, As,Hg, F ،
زون كائولينيت راهنماي مناسبي براي تعيين موقعيت
اين ذخاير محسوب مي شود.
خاستگاه کانسارهاي كائولين به سه گروه برجا ،
رسوبي و گرمابي طبقه بندي مي شوند. عمده ذخاير
کائولن ايران در اثر دگرساني سنگ هاي آذرين (
ريوليت و آندزيت ) و عمدتاً در کمربندهاي آتشفشاني
دوران سوم به ويژه در ائوسن جاي دارند.
معادن کائولن زنوز ، کوشک نصرت و قازان راغي از
اين نوع معادن مي باشد.
◄
روشهاي فرآوري:
كائولن ابتدا بهصورت خشك فرآوري ميشود كه شامل
خردكن، خشككردن و نرمكردن است، كه محصول آن كائولن
با كاربري در سراميك، رنگ و لاستيك است. فرآوري
تر، يا شستشو با آب كانيهاي غيركائولن را از مايع
رسدار جدا ميكند، كه در اين مرحله كائولن با
كاربري به عنوان پركننده و پوشش حاصل ميشود. در
انواع سرندها، هيدروسيكلونها و... مايع رسي را
ميتوان تا حد 30% جامد در مخزن تهنشيني غليظ كرد و
با سانتريفوژ كردن، 75% ذرات با اندازه 2
ميكرومتري را از آن جدا كرد، ذرات درشت با
اولترافلوتاسيون ريزشده و بعد مراحل تورق زدايي،
غربال كردن، فيلتركردن و خشك كردن و گاهي تكليس
برروي آن انجام ميشود.
در حالت ديگر مايع كائولندار به دو دسته ريز و
درشت با استفاده از سانتريفوژ، هيدروسيكلون يا
جداسازي با آب بطور ممتد تقسيم شده و بعد تركيبات
آهندار رنگزا از آن شسته ميِشود. بعد از آبگيري با
تبخير، فيلتر مكش چرخان يا فشاري، كيك كائولني را
ميتوان خارج كرد و خشك نمود و يا به صورت ماده با
70% جامد براي دادوستد منتقل كرد.
درتورقزدايي، ذرات كائولن به صورت مكانيكي به ذرات
روشن و نازكي جدا شده و در دما C °500 تكليس
ميشوند تا ساختار بلوري مجزايي در آن بوجود آيد.
اين عمل سبب افزايش درخشندگي و كدري كائولن مي
شود.
حتي بهترين کائولن هاي دنيا هم در حدود 20 %
ناخالصي دارند. بنابراين بايستي آنها را تغليظ
کرد و مواد قليايي آن را به کمتر از 5/1 % رساند.
کائولن مصرفي بايد داراي مشخصات ذيل باشد :
1- درصد Al2O3 بايد از 30 % بيشتر باشد.
2- ميزان اکسيدهاي آهن Fe2O3 نبايد از 1 درصد بيشتر
شود.
3- ميزان اکسيد تيتانيوم TiO2 بايد به 2/0 درصد
کاهش يابد.
4- اکسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد بيشتر شود.
5- حداکثر ميزان CaO ، 2/0 درصد و MgO ، 3/0 درصد
باشد.
6- افزايش ميزان کائولينيت نسبت به ساير کاني هاي
موجود باعث مرغوبيت کائولن مي شود.
7- دير گدازي کائولن بايد در حدود 1700 درجه
سانتيگراد باشد.
8- مدول گسيختگي آن بايد بيش از 10 کيلوگرم بر
سانتي متر مربع باشد.
◄
کاربرد کائولن در صنعت:
بيشترين مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با
جلاي خاص و سفيد کننده، منبسط کننده،
ايجاد کننده
مقاومت در مقابل سايش، رقيق کننده، سخت کننده در
صنايع پتروشيمي، نرم کننده سطح و به عنوان
کاتاليزور در صنايع مختلف،کاغذسازي، سراميک، مرکب
و رنگ سازي، ديرگداز، پلاستيک، لاستيک، دارويي،
فايبرگلاس، صنايع نسوز، مصالح ساختماني، حشره کش،
جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذايي، تهيه
داروها، صنايع کشاورزي و تهيه کودهاي شيميايي است.
• پرکننده
و پوشش دهنده مناسب
• از
نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات pH بدون
تغيير باقي مي ماند.
• به
عنوان جذب کننده مناسب مرکب و رنگ ها.
• به
عنوان سخت کننده در صنايع پتروشيمي.
• داشتن
رنگ سفيد که آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده
مي سازد.
• جلاي
خاص و قابليت سفيدکنندگي.
• خواص
کاتاليزوري.
• دارا
بودن خاصيت پرکنندگي و پوششي بسيار خوب.
• نرم
کننده سطح و غيرسايشي بودن آن.
• قابليت
اندک هدايت جريان الکتريسيته و گرما.
در ايران از
اين ماده معدني در آجرهاي شاموتي،
پوشش داخلي کوره ها، ديگ هاي گرمايي و کاشي
استفاده مي شود. حدود 50 درصد از کائولن در
کاغذسازي به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده
سطح)،20 درصد در صنايع سراميک و ديرگداز، 10 درصد
در لاستيک سازي به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ
سازي پلاستيک استفاده مي شود.قدرت جذب مرکب و پوشش
دهندگي خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمير
سلولز و ايجاد شفافيت در کاغذاز مزاياي استفاده از
کائولن در صنعت کاغذسازي ميباشد.
قيمت مناسب کائولن طي سال هاي اخير سبب شده است تا
صنايع مصرف کننده
اين محصول علاقه مند به استفاده
از کائولن شوند. کائولن
يا خاک چيني به رنگ سفيد
بيشترين کاربرد را در توليد چيني و سراميک دارد.
◄
مصرف در صنايع داروسازي :
كائولن در صنعت داروسازي با ترکيب سيليکات
آلومينيوم آبدار شناخته شده است. اين کاني در تهيه
داروهاي ضداسهال کاربرد دارد که اين داروها هر 4
ساعت يک بار و به مقدار 2 تا 6 گرم مصرف مي شود.
از کائولن براي تهيه پمادهاي مسکن درد ، کاهش
دردهاي التهابي و معالجه بيماري هاي معده و روده
استفاده مي شود.
داروهاي مرکب از کائولن عبارتست از : شربت کائولن
پکتن ، شربت کائولن کودکان ، شربت کائولن و مرفين
، شربت کائولن و پماد کائولن مي باشد.
داروهاي حاوي کائولن ممکن است عوارض جانبي از قبيل
: حساسيت مفرط با علائم سقوط فشار خون ، کهير ، تب
، درد مفاصل ، تاول هاي سرخک مانند ، ناراحتي هاي
گوارشي ، تهوع ، سردرد داشته باشد و با قطع دارو
از بين برو
◄
مصرف به عنوان رنگدانه:
کائولن که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار
ميگيرد به نوع پرکننده و پوشش کاغذ تقسيم ميشود
که اين تقسيمبندي براساس درخشندگي، اندازة ذرات و
ويسکوزيته آن است. کائولن کاني پرکنندة ارزان،
سفيد يا نزديک به سفيد است که در
يک دامنه وسيع از
PH خنثي است. غير ساينده و اندازه ذرات کوچک ولي
فابل کنترل، هدايت گرمايي و الکتريکي کم و
درخشندگي خوب است، در کاغذ، پلاستيک، رنگ، لاستيک،
چسب، بتونه و... کاربرد دارد.
ترکيب شيميايي آن بحراني نيست به جز
اينکه در رنگ
تاثير ميگذارد، همچنين جذب روغن
يا نفت آن بويژه
براي رنگ يا لاستيک مهم است. خواص فوق به همراه
شکل دانهها، ويسکوزيته و PH به آن اجازه ميدهد
تا بهعنوان رنگدانة پوششي کاغذ بکار رود.
درخشندگي، صافي و پذيرش جوهر در کاغذهاي چاپ و
نوشتاري، هنري و... از خواص آن است.
در پلاستيک، کائولن براي
ايجاد سطح صاف، پايداري
در جهات مختلف و مقاوت در برابر مواد شيميايي مصرف
ميشود (PVC، پلياستر ترموپلاستيک، نايلون و...).
◄
مصرف در صنايع کاغذسازي :
استفاده از کائولن در کاغذسازي باعث نرمي کاغذ
خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگي، ارزاني و پوشش
مناسب از ديگر مزيت هاي استفاده از کائولن در
صنايع کاغذسازي است.
کاغذ حتي اگر خلل وناهمواري هاي بين الياف سلولزي
آن بوسيله پر کننده معدني پر شده باشد به منظور
استفاده در فرايندهاي کارهاي چاپي مدرن، تا زماني
که پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نيست. استفاده
از پر کننده در خمير کاغذ بخشي از شکاف ها و
درزهاي بين الياف سلولز را پر کرده، لذا بسياري از
نقاط ريز مرکب چاپ در
اين نقاط بدرستي قرار نگرفته
و کيفيت کار چاپ کاهش مييابد. پوشش سطحي در روي
کاغذ بعث نرمي، جلاء و قدرت جذب مرکب چاپ ميشود.
پوشش مناسب باعث افزايش کاربرد کاغذ ميگردد.
کائولن به سرعت در آب (حتي در آبهاي سخت) پراکنده
شده و به وسيله ماشينهاي مدرن پوشش دهنده، پوشش
نازک به کاغذ داده ميشود. کائولن پوششي مناسب
براي کاغذهاي پرجلا، کاغذهاي سبک با پوشش LWC و
کاغذهاي مناسب گراور به روش غلتگي (افست) ميباشد.
در صنعت توليد کاغذ،کائولن مورد استفاده بايد به
سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانهبندي از
اهميت ويژهاي برخوردار است. درجه رواني
(ويسکوزيته) و درصد ذرات با ابعاد کمتر از 2
ميکرون داراي اهميت بيشتر هستند.
کائولن پوششي درجه
يک 92 درصد ذرات آن کمتر از 2
ميکرون و درخشندگي آن حداقل 87 درصد است. کائولن
پوششي درجه دو 80 درصد ذرات آن کمتر از 2 ميکرون
ودرخشندگي آن حداقل 5/85 درصد ميباشد.
بطور خلاصه ميتوان خواص زير را براي کائولن جهت
مصرف در صنايع کاغذسازي در نظر گرفت:
الف ـ شفافيت: حداقل شفافيت براي مصرف کائولن
بعنوان پر کننده 80 درصد و براي رس بعنوان پوشش 85
درصداست که
اين عمل در مقايسه با استاندارد شفافيت
مشخص ميشود.
ب ـ اندازه ذرات: دقيقترين روش براي تعيين اندازه
ذرات و پراکندگي آنها به اصل استوک استوار است
بعبارت ديگر از روي سرعت تهنشين شدن در سيال قطر
ذرات کنترل ميشود. تعيين اندازه ذرات از روي زمان
نشست آنها انجام ميگردد.
ج ـ ويسکوزيته: درجه رواني کائولن در پوشش اکغذ
بسيار مهم است. در صنايع کائولن دو آزمايش
ويسکوزيته انجام ميگردد که عبارتند از HSV و
LSV،که براي تعيين
اين دو مورد به ترتيب از
ويسکازيمترهاي هرکولس و فيلد براک استفاده ميشود.
د ـ باقيمانده سرند: 325 مش بعنوان مواد ساينده
يا
باقيمانده سرند مصطلح ميباشد. طريقه عملي بدين
صورت است که 100 گرم نمونه را کوبيده و خوب مخلوط
نموده توسط مواد شيميايي پراکنده مي نمايند. سپس
وزين درصد مواد جامد را در مخلوط اندازهگيري
نموده، مجموع باقيمانده روي سرند را وزن کرده و
درصد آن را محاسبه مينمايند.
◄
مصرف در صنايع
رنگ سازي :
استفاده از کائولن در رنگ سازي پلاستيک سبب کنترل
ويسکوزيته مي شود. 10 % کائولن در رنگ سازي مورد
مصرف دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوششدهي، روان
کنندگي و پخشکردن رنگ ميشود. در رنگ سازي از
کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگي و پرکننده
بهره مي گيرند. در رنگهايي که با آب شسته
ميشِوند نيز انواع کائولن درشتدانه نوع مات و
انواع کائولن ريزدانه نوع شيشهاي را
ايجاد
ميکنند.
جايگاه صنعت رنگ سازي در مصرف کائولن، همچون صنعت
لاستيک سازي در طي ساليان اخير بوده است. افزايش
رقابت بين کربنات کلسيم و کائولن، باعث کاهش سهم
مصرف کائولن بعنوان پر کننده در صنعت رنگ سازي
بوده است. بيشترين ميزان رشد مصرف کائولن در صنعت
رنگ سازي در کشورهاي
ايالات متحده امريکا و اروپا
بوده که حدود دو درصد در سال برآورد گرديده است.
پيش بيني ميشود که بطور کلي و در
اينده نزديک
ميزان رشد مصرف کائولن در
اين صنعت، يک درصد باشد.
البته در صورت وجود رشد اقتصادي در کشورهاي آسيائي
همچون گذشته،
اين رشد به 5/1 درصد خواهد رسيد.
مصرف کائولن در صنايع رنگ سازي در
ايالات متحده
امريکا از 228 هزار تن در سال 1991 به 329 هزار تن
در سال 1997 رسيد و در سال 1998 به 268 هزار تن
کاهش يافت. از آنجايي که توليد رنگ در
ايالات
متحده امريکا حدود 30 درصد از کل توليد جهاني است.
بنابراين مصرف کائولن در صنايع رنگسازي در جهان در
سال 1998 معادل 840 هزار تن برآورد گرديده است.
اصولاً کائولن بعنوان
يک بسط دهنده و ماده اصلي
رنگ سفيد بصورت جايگزين اکسيد تيتانيوم در توليد
رنگ مورد استفاده قرار ميگيرد. کائولن کلسينه شده
اصليترين کائولن بکار برده شده در صنايع رنگسازي
است روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،از خصوصيات
کائولن مصرفي در صنايع رنگ سازي است و مشابهت خاصي
با کائولن مصرفي در صنايع کاغذ دارد. سطوح صاف
کائولينيت، بويژه در صنايع رنگ سازي با آرايشي خاص
بر روي يکديگر قرار گرفته که موجب استقامت ورقه
رنگ شده و به آن عمر طولاني ميدهد. بزرگترين
تقاضا براي کائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ هاي مات
داخلي ساختمان است. اداره استانداردهاي
ايالات
متحده امريکا توصيه نموده که براي رنگ هاي خانگي
حداقل 20 درصد نسبت از کائولن استفاده گردد.
معمولاً تا 10 درصد وزني رنگ هاي براق را ميتوان
کائولن اضافه نمود. کائولني که در رنگ سازي مصرف
ميگردد بايد از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصي
برخوردار باشد. ضريب تعليق بالايي در آب داشته و
نمک هاي محلول آن پايين باشد. از نظر درخشندگي بين
90-80 درصد و ذرات آن 80-70 درصد زير 2 ميکرون
باشد.
◄
مصرف در صنايع
لاستيک سازي :
در صنعت لاستيک سازي نيز کائولن را به عنوان ماده
پرکننده به کار مي برند. کائولن مقاومت در برابر
سايش و صلبيت آن را افزايش ميدهد.از کائولن خالص
و نرم در لاستيک هاي نرم نظير کاشي هاي لاستيکي و
کائولن ناخالص در تهيه در لاستيک هاي سخت نظير
پاشنه و کف در کفش ها و لاستيک خودرو ها استفاده
مي شود.
مصرف کائولن در صنايع لاستيکسازي در سال 1998
معادل 08/1 ميليون تن بوده است. در طي سالهاي 1990
الي 1998 مصرف جهاني لاستيک از 02/5 ميليون تن در
سال 1991 به 61/6 ميليون تن در سال 1998 رسيد و
اين نشاندهنده رشد متوسط ساليانه 9/3 درصد در طي
دهه 90 ميلادي بوده است. بر اساس گزارش راسکيل رشد
ساليانه 1 درصد براي
ايندهاي نه چندان دور جهت
مصرف کائولن در
اين صنعت پيشبيني ميشود. مصرف
کائولن در صنايع پلاستيکسازي موجب کاهش قيمت
لاستيک ميگردد. چون کائولن از لاستيک طبيعي و
يا
الاستومر بسيار ارزانتر است. کائولن مصرفي در
صنايع لاستيک از نوع کائولن مرغوب نميباشد. در
ايالات متحده امريکا، کائولن مصرفي در
اين صنعت از
نوع تغليظ شده بوسيله هوا ميباشد. در صنايعي که
ذرات درشت مزاحم است مانند صنايع لاستيک که بوسيله
اکستروژن شکل داده ميشوند. از کائولن کلسينه شده
هم در صنايع لاستيک سازي بعنوان پوشش استفاده
ميگردد. از خصوصيات عمده کائولن مصرف در صنعت
لاستيک سازي اين است که 5/99 درصدذرات بايد زير 44
ميکرون باشند.
◄
مصرف در صنايع
سراميکسازي:
20 % کائولن به عنوان
يکي از مواد اوليه و اساسي
در صنايع کاشي، چيني و سراميکسازي است. کائولن از
انواع نسوزهاي آلومينيايي است که ميزان Al2O3 در
آنها بسته به نوع آنها متغير است. انواع کم
آلومينا کائولن تکليسشده، فلينت (45-35%) و انواع
پرآلومينا مانند آندالوزيت، کيانيت و سيليمانيت
(60-40%). قديميترين وشايد متداول ترين روش
کاربرد کائولن در صنعت، استفاده از
اين کانه در
ساخت انواع محصولات سراميکي ميباشد. گل چيني بيش
از چهار هزار سال است که در ساخت سراميک مورد
استفاده قرار ميگيرد. درصنعت سراميک سازي از
مجموعه روشهاي فرمول سازي مواد، شکل دادن و
روشهاي حرارت دادن و پخت استفاده ميشود.بنابراين
دامنه تغييرات نوع کائولن مصرفي وسيع ميباشد
بعبارت ديگر نوع محصول و روش توليدنوع کائولن را
تعيين مينمايد.
کائولن بدليل ترکيب خاص شيميايي در صنعت سراميک
مورد استفاده قرار ميگيرد در مقابل حرارت حالت
شيشهاي آن تغيير نميکند و درخشندگي و شفافيت
خاصي در محصول
ايجاد مينمايد. در تهيه سراميک
مهمترين عامل نسبت اختلاط کائولن، سيليس و کمک ذوب
(Flux) در بدنه سراميکها ميباشد. ويژگي کائولن
مصرفي در صنعت سراميک عموماً مربوط به ناخالصيهاي
زيانآور موجود در آن است که باعث تغيير رنگ محصول
بعد از پخت ميگردد. مهمترين و مضرترين ناخالصيها
اکسيد آهن ميباشد. از ديگر عناصر مضر ميتوان از
مس، کروم و منگنز نام برد.
اين مشکل زماني نمود
پيدا ميشودکه
اين مواد بصورت ريزدانه در رس قرار
گرفته باشند، در
اينصورت بصورت بدنه محصول پس از
پخت ظاهر گرديده و در پخت بيسکويت چنانچه مقدار
اکسيژن کوره پايين
بيايد. اطراف لکه حفرههايي
بوجود ميايد. مقدار 3O2Fe مجاز در سراميک بين 6/0
تا 7/0 درصداست. اکسيد آهن در کائولن جهت ساخت
پرسلان بايد کمتر از 5/0 درصد باشد زيرا تيتانيوم
با آهن در بدنه سراميک عکسالعمل نشان ميدهد و
موجب کاهش شفافيت ميگردد.درجه آلکالي بودن اثر
خاصي بر روي شيشهاي بودن محصول دارد،زيرا بدنه
سراميک را متخلخل مينمايد. کائولني که در پرسلان
بکار ميرود پتاس آن بايد کمتر از 5/1 درصد و
مقدار تيتانيوم و سيليس آن حداقل باشد.
وجود بعضي از کانيها در کائولن مضر است،رسهاي
طبيعي متورم کننده مانند مونت موريونيت که آب را
در شبکه خود نگهداري مينمايند در رواني و
شکلگيري قالب اثر ميگذارد.در صنعت سراميک کائولن
ريز دانه ترجيح داده ميشود. زيرا ريزدانه بودن
موجب افزايش پلاستيسيته و افزايش مقاومت بدنه خام
ميگردد. انتخاب نوع دانه بندي بسيار مهم است، اگر
چه ريز و نرمه بودن کائولن درجه ريختهگري را کاهش
ميدهد ولي در طول پخت موجب انقباض ميگردد. به
منظور استفاده کائولن در صنايع سراميک سازي،
آزمايشات مدول شکست، ميزان شکل پذيري، رنگ پس از
حرارت و انقباض در طول حرارت، ميزان قالب پذيري و
تعيين ويسکوزيته بر روي کائولن انجام ميپذيرد.
◄
توليد کائولن ايران و جهان :
توليد کائولن در جهان ، طي سال هاي اخير هرچند
روند صعودي داشته است وليکن متوسط نرخ رشد بسيار
پايين 01/0 % آن حاکي از ثبات و تعادل نسبي در بحث
توليد ، عرضه و تقاضا مي باشد. دلايل اصلي اين
ثبات را مي توان موارد ذيل دانست :
1- کاهش شديد توليد کشورهاي ايالات متحده امريکا و
انگلستان که اين کاهش در توليد به دليل کاهش
تقاضاي کشورهاي اروپايي و اين کاهش تقاضا نيز خود
نتيجه استفاده کشورهاي اروپايي از جايگزين هاي
کائولن ( کربنات کلسيم ) مي باشد.
2- به دليل ارزان بودن کائولن توليدي کشور برزيل
نسبت به ايالات متحده ، کشورهاي امريکاي لاتين ،
کائولن مصرفي خود را از کشور برزيل تأمين مي کنند
و اين مسئله خود باعث افزايش توليد کشور برزيل و
کاهش توليد ايالات متحده امريکا ( به عنوان
بزرگترين توليدکننده کائولن جهان ) شده است.
3- با توسعه تکنولوژي معدنکاري در کشورهاي خاور
دور ، اين کشورها با افزايش توليد کائولن قادر به
تأمين نياز کارخانجات کاغذسازي و سراميک سازي خود
شده اند که اين امر باعث افزايش توليد کشورهاي
خاور دور و کاهش توليد ايالات متحده شده است.
تغيير در هر يک از موارد فوق مي توان يک نوسان در
ميزان توليد کائولن در جهان را شاهد بود که اين
تغيير مي تواند کاهش يا افزايش باشد.
علاوه بر مسائل اقتصادي و سياسي کشورهاي جهان ،
بحث عرضه و تقاضا نيز تأثير به سزايي در ميزان
توليد جهاني مواد معدني دارد.
ميانگين توليد جهاني کائولن 21780 هزار تن با
متوسط نرخ رشد 01/0 % افزايش از 21400 هزار تن در
سال 1997 به 22000 هزار تن در سال 2001 رسيده است.
در بين توليد كنندگان کائولن ، كشور ايالات متحده
امريکا با ميانگين توليد ساليانه 8998 هزارتن در
رتبه اول قرار دارد. توليد اين كشور با متوسط نرخ
رشد 2/4 % کاهش از 9280 هزار تن در سال 1997 به
8110 هزار تن در سال 2001 رسيده است.
كشور انگلستان با ميانگين توليد ساليانه 2/2327
هزارتن در رتبه دوم قرار دارد. توليد اين كشور با
متوسط نرخ رشد 66/1 % کاهش از 2360 هزار تن در سال
1997 به 2204 هزار تن در سال 2001 رسيده است.
كشور برزيل با ميانگين توليد ساليانه 8/1665
هزارتن در رتبه سوم قرار دارد. توليد اين كشور با
متوسط نرخ رشد 28/7 % افزايش از 1349 هزار تن در
سال 1997 به 2000 هزار تن در سال 2001 رسيده است.
چين و کره جنوبي در مكان هاي بعدي قرار دارند.
توليد كنندگان اصلي كائولن تصفيه شده آمريكا،
انگليس، برزيل، استراليا، آلمان ، چك و اسلواکي
هستند که صادر كننده اصلي بازار انواع كائولن با
كيفيت بالا را كه در رنگسازي، كاغذ و پلاستيك بكار
ميرود ، را به خود اختصاص داده اند. كائولن با
كيفيت كمتر كه در نسوز، سراميك و... كاربرد دارد ،
توسط كلمبيا، كره جنوبي، ازبكستان و اكراين کنترل
ميشود. در اين ميان توليد ايران بر اساس گزارشات
راسكيل 500 هزار تن بر سال مي باشد.
تعداد 65 معدن کائولن و خاک نسوز در کشور در حال
بهره برداري هستند که به طور متوسط حدود 2/1
ميليون تن کائولن و خاک نسوز در سال توليد مي
نمايند که حدود 1 ميليون تن آن به فروش رسانده مي
شد. به طور کلي روند توليد صعودي است وليکن در
بعضي سالها نوساناتي داشته است.
ميزان توليد در سال 1380 بيش از 12 % نسبت به سال
1376 افزايش داشته است و اين در حالي است که ميزان
فروش حدود 26 % رشد نشان مي دهد. با توجه به اين
اعداد و ارقام مي توان گفت که تعداد و يا ظرفيت
مصرف کنندگان در طي سال هاي تخير افزايش يافته
است
کائولن در صنایع مختلف بهعنوان ماده اولیه اصلی یا ماده جانبی در کنار دیگر مواد به کار میرود.
کائولن
دارای خواصی چون خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید، ثابت بودن خواص
فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن،
سایندگی و قیمت ارزان است.
مهمترین کاربردهای کائولن بهعنوان رنگدانه
در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، پلاستیکسازی، کاغذسازی، رنگسازی،
لاستیکسازی، سرامیکسازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی بهعنوان
کاتالیزور، افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس،
ظروف دارویی و حشرهکشها را میتوان نام برد.
کائولن که برای کانسارهای
رسی تقریبا سفید بهکار میرود و از نظر صنعتی به رسیهایی که دارای مقدار
قابل توجهی کائولینیت باشند، اطلاق میشود. این کانسارها اغلب شامل کانی
کائولینیت یا فرآوردههای بهدست آمده از آن هستند. در گذشته اصطلاح خاک
چینی بهعنوان مترادف کائولن استفاده میشد. نام کائولن از کلمه کائولینگ
چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج میشد.
تاریخچه:
در اواسط دوران تانگ، قبل
از ميلاد مسيح، صنعتگران چيني قدم هاي نخستين را در تصفيه و پاك نمودن مواد
اوليه جهت توليد كالاهايي برتر و عاري از نقص برداشته بودند. اين تحولات
ابتدا منجر به ساخت برخي ظروف سفالين با سنگنما به رنگ سفيد شد كه در تهيه
آنها از خاك كائولن استفاده ميگرديد. آميختن فلدسپات ها با كائولن منجر
به تهيه ظروف مزبور گرديد. كه نوع بدنه آنها از استحكام، سفيدي متمايل به
زرد و شفافيت متوسطي برخوردار بوده است.
به علت استقبال فراوان از اين
ظروف، عرضه آنها در بازارهاي جهاني افزايش پيدا كرد. اولين كارخانجات صنعتي
ظروف پرسيلن يا چيني در چينگ ـ ته ـ چن تأسيس شد كه صدها سال در اين زمينه
فعاليت ميكردند. يكي از كشفيات قابل توجهي كه در آن زمان حاصل گرديد و
بعدها مورد تقليد و دوباره سازي ساير صنعتگران قرار گرفت. استفاده از كبالت
بخاطر رنگ آبي حاصل از آن در ترسيم نقوش بر روي ظروف مزبور بود. كبالت
قبلاً بوسيله ايرانيان بر روي ظروف سفالين مورد استفاده قرار گرفته و از
طريق آنها نيز به صنعتگران چين منتقل شده بود. بطور كلي تمام مراحل ساخت،
اصول اوليه و فرمول چگونگي تهيه چيني آلات هميشه نزد چينيان مخفي نگهداشته
ميشد و آنها همواره اين اسرار را بصورت گنجي پاسداري ميكردند.
مشخصات کائولن:
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه
براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود و از نظر صنعتي به رسي هايي
كه داراي مقدار قابل توجهي كائولينيت باشند،اطلاق ميشود.
اين
كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن مي
باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد.
نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن
خاك كائولن استخراج مي شده است.
كائولن از مجموعة كاني هاي رسي بوده و
فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9 مي باشد.كاني هاي كائولن شامل كائولينيت،
ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي باشد. فراوان ترين كاني اين گروه كائولينيت مي
باشد. همه اين كاني ها جزء كاني هاي آلومينو- سيليكات مي باشند كه در سيستم
مونوكلينيك و يا تري كلينيك متبلور مي شوند. از مهم ترين خصوصيات كاني
شناسي رس هاي كائولن نرمي و عدم سايندگي آنها مي باشد. سختي كائولن در
مقياس موهر در حدود 2-5/2 مي باشد. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت
محسوب مي شود.
رس هاي كائولن اكثراً از آلتراسيون كاني هاي آلومينيوم
سيليكات در نواحي گرم و مرطوب بوجود مي آيند. فلدسپات ها از جمله كاني هاي
عمومي منشاء پيدايش آنها مي باشد. پلاژيوكلاز فلدسپارها (سديم يا پتاسيم)
معمولاً در ابتدا كائولينه مي شوند. فلدسپارهاي پتاسيك به كندي آلتره شده و
توليد كائولن هاي مخلوط با سريسيت دانه ريز، ايليت يا هيدروموسكويت مي
كند.
كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد.
آمريكا، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ ترين توليد كنندگان كائولن مي باشند.
به طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي توان به صورت زير نام برد:
1. از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي ماند.
2. داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي سازد.
3. دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
4. نرمي و غير سايشي بودن آن
5. قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
6. قيمت ارزان
کانی های کائولن:
• کائولينيت Kaolinit :
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول شيميايي Al4( Si4O10 ) ( OH)8 در سيستم تري کلينيک و سختي حدود 5/2-1، داراي 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2
و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب
آن °C 1785 است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ
بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب
داراي پلاستيسيته بوده و عملاً در آب، اسيدهاي سرد و رقيق، اسيد کلريدريک و
اسيد سولفوريک گرم و غليظ و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب
ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات
آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري ها و
همچنين رسوبات حاوي فلدسپات ها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب
مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2
خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن
ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال
سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن
يون هاي + Ca++,K+, Na و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با +H بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير
بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمت هاي
سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق
چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت- ديكيت از
نظم کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و
ذرات هالوزيت در مقايسه با بقيه کوچکتر است. کائولينيت در زون هاي هوازده و
آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
• رس توپي:
رس
توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و مقدار جزئي ايليت، كلريت،
كوارتز و مونتموريونيت است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير
منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي 20 تا 95 درصد، كوارتز
آن 10 تا 70 درصد و ايليت و كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي،
مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمك هاي محلول از جمله ناخالصي
هاي رس توپي هستند. رس توپي بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن
جا كه ذرات ريز كاني هاي رسي را به همراه دارد، خاصيت شكل پذيري آن بسيار
خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از :
سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع كاشي ها، ظروف غذاخوري، صنايع
دستي و ديرگدازها.
• هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو
حالت آب دار و بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه بقيه است و
تنها دو مولکول اضافي آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص
هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير است. هالوزيت بيشتر در زون هاي
آلتراسيون و بندرت در زون هاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده مصارف آن
در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و سراميك است.
• ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• ناكريت :
ناکريت
نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود. نحوه قرار گيري
ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم است و بر همين اساس بلورهاي آنها
بزرگترند و به سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت- ديكيت- كائولينيت-
هالوزيت). ناکريت کمياب بوده و در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• خاك رس آتشخوار :
بيشتر
خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده، كائولين در آن به خوبي متبلور
مي شد و نظم مطلوبي در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار، علاوه بر
كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز هست. هر نوع خاكي كه دماي
بيش از 1500 درجه سانتي گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3
موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار
به انواع شكل پذير، نيمه شكل پذير و بي شكل تقسيم مي گردد. خاك رس
آتشخوار، بيشتر در افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف
عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه به شاموت معروفند. ديگر مصارف
آن در ساخت قطعات كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است.
برگرفته از سایت زیر:
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.
در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.
كاربرد شيميايي:
كائولن داراي آلومينا و سيليكا است
(افزودني سيمان، توليد زئوليت و سولفات آلومينيوم، توليد فايبرگلاس،
كاتاليزور و عمل كنندههاي كاتاليزور، ظروف دارويي، حشرهكشها، غذاي
حيوانات).
يكي از پرارزشترين مصارف كائولن، مصرف در صنايع شيميايي و
بويژه بعنوان كاتاليزور ميباشد. در ايالات متحده امريكا حدود 5 درصد كل
مصرف كائولن در اين زمينه صورت ميپذيرد. خصوصيات كائولن مصرفي محدود به
شركتهايي ميشود كه از تكنولوژي خاص و پيشرفته برخوردار هستند و از مصارف
عمده كائولن، استفاده بعنوان كاتاليزوز FCC در صنايع نفت و ساخت زئوليت
مصنوعي است. تركيبات آلومينيوم از جمله سولفات آلومينيوم كه در صنعت كاغذ
سازي و در تصفيه آب مصرف عمده دارند، از ديگر مصارف عمده كائولن در اين بخش
ميباشد.
اصولاً مصرف كائولن در كاتاليستها در ايالات متحده
امريكا،كشورهاي اروپاي غربي و برخي از كشورهاي آسيايي از قبيل ژاپن، كره
جنوبي صورت ميگيرد. ميزان مصرف كائولن در كاتاليستها در سال 1997 توسط
ايالات متحده امريكا بالغ بر 227 هزار تن بوده است كه در سال 1998 با كمي
كاهش به 200 هزار تن رسيده است.
داروسازي :
كائولن در صنعت داروسازي
با ترکيب سيليکات آلومينيوم آبدار شناخته شده است. اين کاني در تهيه
داروهاي ضداسهال کاربرد دارد که اين داروها هر 4 ساعت يک بار و به مقدار 2
تا 6 گرم مصرف مي شود. از کائولن براي تهيه پمادهاي مسکن درد، کاهش دردهاي
التهابي و معالجه بيماري هاي معده و روده استفاده مي شود.
داروهاي مرکب
از کائولن عبارتست از : شربت کائولن پکتن، شربت کائولن کودکان، شربت کائولن
و مرفين، شربت کائولن و پماد کائولن مي باشد.
داروهاي حاوي کائولن ممکن
است عوارض جانبي از قبيل : حساسيت مفرط با علائم سقوط فشار خون، کهير، تب،
درد مفاصل، تاول هاي سرخک مانند، ناراحتي هاي گوارشي، تهوع، سردرد داشته
باشد و با قطع دارو از بين برود.
مصالح ساختماني :
كائولن در ساخت
انواع مصالح ساختماني بكار ميرود. در برخي از اين مصالح بعنوان ماده اصلي و
در برخي بعنوان ماده كم اهميتتر صرف ميگردد. عموماًدر اين صنايع از
كائولن نامرغوب استفاده ميشود. از موارد مصرف كائولن در ساختمان سازي
ميتوان از ساخت آجر، آجرنما، اتصالات لوله ساخته شده (از انواع رسها)
كاشي كف و ديواري، محصولات بهداشتي، پوشش سقف و استفاده در نماي ساختمانها
نام برد. همچنين از كائولن در ساخت بعضي از آسفالتها و موزائيك سقفي و
نوعي كف پوش بنام لينوليوم، ساخت سيمان هاي سفيد استفاده ميگردد وليکن در
ساخت سيمان معمولي كاربردي ندارد.
كائولن بعنوان پر كننده و افزايش
دهنده مقاومت مكانيكي در صنايع فيبر شيشه، پشم سنگ و ساير توليدات عايق
كننده بكار ميرود. حجم كمي از كائولن نيز بعنوان پر كننده و تقويت كننده
در صنايع ديوارهاي پيش ساخته گچي و ساير توليدات پيش ياخته بكار ميرود.
استانداردها:
بهترين كائولنها 20 درصدناخالصي دارند. از اين رو بايد كائولن را تغليظ كرد و مواد قليائي (Na2O + K2O + CaO) آن را به كمتر از 5/1 درصد رسانيد.
وجود
عدسي هاي آهندار و سنگهاي ولكانيك آندزيتي تا بازالتي و فلدسپات هاي
دگرسان نشده باعث پائين آمدن كيفيت كائولن ميشود. سولفات كلسيم (گچ) نقطه
ذوب كائولن را پائين ميآورد.
حداكثر انقباض كائولن 12 درصد است و براي
بالا بردن آن ميتوان به آن مونت موريونيت افزود. كائولن مصرفي در
كاشيسازي، در روند گامههاي گوناگون شكل دادن و گرم كردن، شكلپذري و
تحمل حرارت، نبايد با از دست دادن آب نقصان حجم پيدا كند،در غير اينصورت
براي اين گونه صنايع كار آمد نيست. اين پديده كه بعنوان چروك خوردن همراه
با ايجاد ترك (Sherinkage) نام دارد، در صنايع كاشيسازي از اهميتي ويژه
برخوردار است.
كائولن مصرفي در صنعت بايد داراي مشخصات عمومي زير باشد :
1- درصد آلومين (Al2O3) آن بايستي از 30 درصد به بالا باشد تا مرغوبيت پيدا كند.
2- ميزان اكسيدهاي آهن (Fe2O3) نبايد از 1 درصد بيشتر باشد.
3- ميزان تيتانيوم اكسيد (TiO2) بايد به 2/0 درصد كاهش يابد.
4- جمع اكسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد فراتر باشد.
5- حداكثر ميزان کلسیم اکسید ، 2/0درصد و منیزیم اکسید ، 3/0درصد باشد.
6-
افزايش ميزان كائولينيت نسبت به ساير كانيهاي موجود باعث مرغوبيت كائولن
ميشود. بطور معمول درصد اين ماده خاكي بايد از 70 درصد بيشتر باشد.
7- ديرگذاري كائولن بايد در حدود 1700 درجه سانتيگراد باشد.
8- مدل گسيختگي(Modulus of Rupture)آن مي بايست بيش از 2kg/cm 10 باشد.
اگر كائولن آنقدر گرما بپذيرد تا پيوندش بشكند، Al2O3SiO2 بدست خواهد آمد كه به آن موليت و شاموت گويند (فرآوردهاي كه در توليد آجر نسوز بكار ميرود).
نقطه
گداز بالا،ظرفيت كم آب و پايداري در برابر دماي بالا سبب ميشود تا
كائولن مادهاي مهم در بين خاكهاي رس نسوز بشمار آيد. كائولن در صنايع چيني
و سراميكسازي به كنترل خواص شكلپذيري ماده خام كمك ميكند و استحكام
فرآورده را در برابر دما و گرما و خشكي بالا ميبرد و به صيقلپذيري سطح
پوشيده شده كمك ميكند.
كائولن مطلوب براي پوشش كاغذ بايد سفيد باشد و
در آب به سرعت معلق شود. درجه غلظت پائين داشته باشد و داراي دانهبندي
ريزي باشد. مقدار كوارتز كائولن بايد كم باشد تا فرسايش ماشينآلات را كاهش
دهد. كائولن شسته شده مرغوب بيشتر خواص بالا را دارد. يك راه ارزشيابي
كائولن مرغوب در پوشش كاغذ، شفافيت آن است.
كائولن در لاستيكسازي وقتي
به اندازه كمتر از 18 درصد حجم بكار گرفته شود قدرت كشش لاستيك را بالا
ميبرد و درجه از هم پاشيدن آن را كم ميكند.
كيفيت مطلوب در كائولن مورد مصرف در صنعت سراميك، درخشندگي خوب بعد از پخته شدن، مقاومت و شكلپذيري و درجه غلظت است.
رنگ
سفيد،خاصيت پوشش خوب، نرم بودن، نداشتن ويژگي سايندگي، ضريب هدايت حرارتي
و الكتريكي پايين و قيمت به نسبت ارزان محسنات كائولن است.
صنعت كاغذ:
50
% کائولن در صنعت کاغذ سازي استفاده مي شود که در آن كائولن به اندازه ريز
(90% ذرات كوچكتر از 2 ميكرومتر) و درشت (50% كوچكتر از 2 ميكرومتر) تقسيم
شده و ميبايست رسهاي با ويسكوزيته كم مورد استفاده قرار گيرند. در صنعت
کاغذ سازي کائولن به عنوان ماده پرکننده و روکش استفاده مي شود. درخشندگي
بر اساس استاندارد متغير است، محتوي باكتري و قارچ محلول آن ميبايست به
دقت كنترل شود.
با كاربري پركننده:
كائولينيت بيشتر از 90%، Fe2O3 و TiO2 كمتر از 1%، كوارتز ساينده كم (2-1%)، درخشندگي بالاي 80%، اندازه ذرات 50 تا 70% زير 2 ميكرومتر.
با كاربري در پوشانندهها:
كائولينيت 100-90%، Fe2O3
كم (8/1-5/0%)، تقريبا بدون كوارتز ساينده، درخشندگي 85%، اندازه ذرات 80
تا 100% آنها كمتر از 2 ميكرومتر، ويسكوزيته بروكفيلد كمتر از cpe 7000،
خواص رئولوژيكي نقش مهمي دارند، ميبايست توانايي پخش در آب و تشكيل يك
مايع آبكي با ويسكوزيته كم را داشته باشد.
با كاربري درسراميك:
85-75%
كائولينيت توليد شده در صنايع سراميك به مصرف مي رسد، چراكه ديگر كانيها
در رنگ، ويسكوزيته و سايندگي تاثير ميگذارند. كائولن مورد استفاده در چيني
استخواني ميبايست درخشندگي 91-83% در دماي 1180C و كمتر از9/0% Fe2O3
داشته باشد. اندازه دانه در مقاومت و سختي موثر است، لذا انواع ريزتر براي
چيني استخواني، حدواسط براي ظروف سفالي و انواع درشت براي سرويس بهداشتي
كاربرد دارد.
باكاربري نسوز:
انواع نسوز كائولينيت بايد تا دماي
1500 C صلابت خود را حفظ كند، برپايه مناسب بودن و درجه آن به 4 دسته تقسيم
ميشوند. آزمايشات مختلفي براي سنجش درجه نسوزي و مقاومت دربرابر حرارت،
فرسايش و تخلخل آن انجام ميشود. رسهاي مورد استفاده در نسوز ممكن است
براساس مقدار Al2O3 تقسيمبندي شوند كه نوع كم آهن و كمآلكالي ارجحيت دارد.
درفايبرگلاس:
به عنوان منشاء Al2O3 و SiO2 شناخته ميشود، در حالت معمول 37% Al2O3 و 44% SiO2 با حداكثر 1% Fe2O3، 2% Na2O و 1% آب.
مواد آرايشي:
حداكثر 2 ppm آرسنيك، 20 ppm فلزات سنگين، 250 ppm كلريدها، 15% وزني نقصان در اثرحرارت دادن، PH 5/0 ± 5/7.
بازيافت:
بازيافت
روزافزون كاغذ بيش از هرچيز در بازار خميره كاغذ موثر است تا در بازار
انواع كانيهاي پركننده يا پوشاننده. بعلاوه بيشتر كاغذ بازيافت شده در چاپ
روزنامه مصرف شده كه هرچند كم به كائولن نيازمند است.
بعد از بازيافت
كاغذ، هركاني پركننده آن يا رنگدانه پوششي به صورت يك مايع مخلوط جداشده
كه درحال حاضر دفع ميشود. بنابراين در حال حاضر چنين كاغذي وقتي بازيافت
ميشود براي كاربردهاي مجدد به كائولن تازه محتاج است. فايبرگلاس به مقدار
كمي بازيافت ميشود. سفالهاي شكسته در موارد محدودي مصرف ميشوند و نسوزها
براي چند مرتبه بازيافت ميشوند كه در استفاده مجدد، ساخت نسوزهاي رسي در
نظر نيست.
جايگزينها:
كائولن داراي خواصي چون دارا بودن خاصيت پوششي
بسيار خوب، داشتن رنگ سفيد،ثابت بودن خواص فيزيكي با تغييرات PH، كم بودن
قابليت هدايت گرمايي و الكتريكي، نرم بودن و ساينده بودن و ارزاني قيمت
ميباشد. اين ويژگيها باعث شده است كه از نظر كاني و يا تركيبات جايگزيني
براي اين ماده معدني در صنعت دچار محدوديت شويم.
جايگزيني تركيبات ديگر
به جاي كائولن نياز به مطالعات وسيعي در زمينههاي خواص كاربردي و
شاخصهاي اقتصادي دارد. اين مطالعات بايد به صورت موردي در بخشهاي مختلف
صنعت صورت پذيرد.
رنگ سازي
كائولن اصولاً بعنوان يك رنگدانه،با رنگ
سفيد كه به طور جزئي جايگزين دياكسيد تيتانيم ميشود، در رنگها بكار
ميرود. كائولن همچنين پايداري رنگها را افزايش ميدهد زيرا ذرات پهن
كائولن تمايل به همپوشاني دارند و بدين ترتيب پوسته رنگ تقويت ميشود. در
اين نقش كائولن با ميكا، تالك و ديگر كانيهاي سيليكاتي رقابت ميكند.
ماده ضد بلوكهشدن:
دياتوميت، سيليستهنشستي، تالك.
جذبكننده، حمل كننده:
آتاپولگيت، بنتونيت، دياتوميت، پيت، پوميس، پيروفيليت، سپيوليت، تالك، ورميكوليت، زئوليت.
سراميك:
فايبرگلاس، مشابههاي پلاستيكي.
پركننده و پوشش دهنده
كائولن عموماًبعنوان بهترين كاني پركننده و پوشش دهنده در دسترس براي كاغذ شناخته شده و در آينده نيز چنين پيشبيني ميشود.
كربنات
كلسيم در صنعت كاغذسازي رقيب كائولن بوده و كانيهاي گروه تالك نيز اگر
مشخصات فني لازم را داشته باشند، ممكن است جانشين كائولن گردند.
در
توليد سموم دفع آفات، كائولن به عنوان يك حامل و پر كننده معدني براي سم به
كار گرفته ميشود. به جز كائولن مناسبترين پركنندگان معدني كه بعنوان حامل
و رقيق كننده استفاده ميشوند عبارتند از دولوميت، فولرزارت، تالك، ژيپس،
آهك،پرليت و پيروفيليت.
تريهيدراتآلومينيم، باريت، كربنات كلسيم،
فلدسپار، ميكا، نفلينسينيت، پرليت، پيروفيليت، تالك، سيليس
ميكروكريستالين، پودر سيليس و سيليس سنتزشده، ولاستونيت.
ريختهگري:
بوكسيت و آلومينا، كروميت، اليوين، پرليت، پيروفيليت، ماسهسليسي، ورميكوليت، زيركن.
نسوز:
آندالوزيت، بوكسيت، كروميت، كيانيت، دولوميت، گرافيت، منيزيت، اليوين، پيروفيليت، سيليس، سيليمانيت، زيركن.
اصلاح خاك:
بنتونيت، دياتوميت، ژيپس، پرليت، ورميكوليت، زئوليت.
پلاستيك
در
پلاستيكها كاربرد اصلي كائولن در پر كردن PVC، نايلون ها و پلياسترهاست
كه رقباي عمدهاش كربنات كلسيم و كانيهاي سيليكاتي هستند.
از نظر مصرف
کائولن، رتبه اول را کاغذسازي و بعد از آن سراميک سازي، صنعت ديرگدازها و
لاستيكسازي رتبههاي دوم تا چهارم را در جهان به خود اختصاص داده اند.
بزرگترين
صنعت مصرف كننده كائولن در اين سال، صنعت كاغذسازي بوده است بطوري كه 45
دصد كائولن مصرفي، در اين صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. اصولاً
بزرگترين مناطق توليد كننده كاغذ در جهان، عمدهترين مصرف كننده كائولن در
جهان هستند (مناطق امريكاي شمالي و اروپاي غربي) در آسيا از ديرباز در
صنايع سراميكسازي مصرف شده است و اين در حاليست كه مصرف اين كانه در صنعت
كاغذسازي در اين قاره با افزايش كارخانههاي سازنده انواع كاغذ و تغييرات
در تكنولوژي ساخت در حال افزايش ميباشد. صنعت كاغذسازي، بزرگترين مصرف
كننده اين كانه در ايالات متحده آمريكا، ژاپن و آلمان بوده است، در حاليكه
در كره جنوبي و تايوان صنعت سراميك سازي، بعنوان بازار اصلي مصرف اين كانه
اعلام گرديده است.
بزرگترين مصرف كننده كائولن در سال 1998، ايالات
متحده امريكا با 05/7 ميليون تن بوده است. از ديگر كشورهاي مهم مصرف كننده
كائولن در اين سال ميتوان از كره جنوبي با 4/2 ميليون تن، ژاپن با 5/1
ميليون تن، تايوان با 1 ميليون تن را نام برد. مصرف كننده عمده ديگر كشور
آلمان است كه ميزان مصرف ظاهري آن در سال 1997 معادل 4/2 ميليون تن بوده
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.
سنگ کائولن برحسب نوع پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود:
مصارف سنگ کائولن با پیوند نرم عمدتاً در صنایع کاشی، چینی و سرامیک سازی است.
مصارف سنگ کائولن با پیوند سخت در صنایع لاستیک سازی و کاغذ سازی می باشد.
رنگدانه:
کائولن
که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار میگیرد به نوع پرکننده و پوشش
کاغذ تقسیم میشود که این تقسیمبندی براساس درخشندگی، اندازة ذرات و
ویسکوزیته آن است. کائولن کانی پرکنندة ارزان، سفید یا نزدیک به سفید است
که در یک دامنه وسیع از PH خنثی است. غیر ساینده و اندازه ذرات کوچک ولی
فابل کنترل، هدایت گرمایی و الکتریکی کم و درخشندگی خوب است، در کاغذ،
پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، بتونه و... کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی آن
بحرانی نیست به جز اینکه در رنگ تاثیر میگذارد، همچنین جذب روغن یا نفت آن
بویژه برای رنگ یا لاستیک مهم است. خواص فوق به همراه شکل دانهها،
ویسکوزیته و PH به آن اجازه میدهد تا بهعنوان رنگدانة پوششی کاغذ بکار
رود. درخشندگی، صافی و پذیرش جوهر در کاغذهای چاپ و نوشتاری، هنری و... از
خواص آن است.
در پلاستیک، کائولن برای ایجاد سطح صاف، پایداری در جهات
مختلف و مقاوت در برابر مواد شیمیایی مصرف میشود (PVC، پلیاستر
ترموپلاستیک، نایلون و...).
کاغذسازی :
استفاده از کائولن در
کاغذسازی باعث نرمی کاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگی، ارزانی و پوشش
مناسب از دیگر مزیت های استفاده از کائولن در صنایع کاغذسازی است.
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 اکغذ
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.
رنگ سازی :
استفاده از کائولن در رنگ سازی
پلاستیک سبب کنترل ویسکوزیته می شود. 10 % کائولن در رنگ سازی مورد مصرف
دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوششدهی، روان کنندگی و پخشکردن رنگ میشود.
در رنگ سازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگی و پرکننده بهره می
گیرند. در رنگهایی که با آب شسته میشِوند نیز انواع کائولن درشتدانه نوع
مات و انواع کائولن ریزدانه نوع شیشهای را ایجاد میکنند.
جایگاه صنعت
رنگ سازی در مصرف کائولن، همچون صنعت لاستیک سازی در طی سالیان اخیر بوده
است. افزایش رقابت بین کربنات کلسیم و کائولن، باعث کاهش سهم مصرف کائولن
بعنوان پر کننده در صنعت رنگ سازی بوده است. بیشترین میزان رشد مصرف کائولن
در صنعت رنگ سازی در کشورهای ایالات متحده امریکا و اروپا بوده که حدود دو
درصد در سال برآورد گردیده است. پیش بینی میشود که بطور کلی و در آینده
نزدیک میزان رشد مصرف کائولن در این صنعت، یک درصد باشد. البته در صورت
وجود رشد اقتصادی در کشورهای آسیائی همچون گذشته، این رشد به 5/1 درصد
خواهد رسید.
مصرف کائولن در صنایع رنگ سازی در ایالات متحده امریکا از
228 هزار تن در سال 1991 به 329 هزار تن در سال 1997 رسید و در سال 1998 به
268 هزار تن کاهش یافت. از آنجایی که تولید رنگ در ایالات متحده امریکا
حدود 30 درصد از کل تولید جهانی است. بنابراین مصرف کائولن در صنایع
رنگسازی در جهان در سال 1998 معادل 840 هزار تن برآورد گردیده است.
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 20 درصد نسبت از کائولن
استفاده گردد.
معمولاً تا 10 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 90-80 درصد و ذرات آن 80-70 درصد
زیر 2 میکرون باشد.
لاستیک سازی :
در صنعت لاستیک سازی نیز 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.
مصرف کائولن در صنایع
لاستیکسازی در سال 1998 معادل 08/1 میلیون تن بوده است. در طی سالهای 1990
الی 1998 مصرف جهانی لاستیک از 02/5 میلیون تن در سال 1991 به 61/6 میلیون
تن در سال 1998 رسید و این نشاندهنده رشد متوسط سالیانه 9/3 درصد در طی
دهه 90 میلادی بوده است. بر اساس گزارش راسکیل رشد سالیانه 1 درصد برای
آیندهای نه چندان دور جهت مصرف کائولن در این صنعت پیشبینی میشود. مصرف
کائولن در صنایع پلاستیکسازی موجب کاهش قیمت لاستیک میگردد. چون کائولن
از لاستیک طبیعی و یا الاستومر بسیار ارزانتر است. کائولن مصرفی در صنایع
لاستیک از نوع کائولن مرغوب نمیباشد. در ایالات متحده امریکا، کائولن
مصرفی در این صنعت از نوع تغلیظ شده بوسیله هوا میباشد. در صنایعی که ذرات
درشت مزاحم است مانند صنایع لاستیک که بوسیله اکستروژن شکل داده میشوند.
از کائولن کلسینه شده هم در صنایع لاستیک سازی بعنوان پوشش استفاده
میگردد. از خصوصیات عمده کائولن مصرف در صنعت لاستیک سازی این است که 5/99
درصدذرات باید زیر 44 میکرون باشند.
سرامیکسازی:
20 % کائولن به
عنوان یکی از مواد اولیه و اساسی در صنایع کاشی، چینی و سرامیکسازی است.
کائولن از انواع نسوزهای آلومینیایی است که میزان Al2O3 در آنها بسته به
نوع آنها متغیر است. انواع کم آلومینا کائولن تکلیسشده، فلینت (45-35%) و
انواع پرآلومینا مانند آندالوزیت، کیانیت و سیلیمانیت (60-40%). قدیمیترین
وشاید متداول ترین روش کاربرد کائولن در صنعت، استفاده از این کانه در
ساخت انواع محصولات سرامیکی میباشد. گل چینی بیش از چهار هزار سال است که
در ساخت سرامیک مورد استفاده قرار میگیرد. درصنعت سرامیک سازی از مجموعه
روشهای فرمول سازی مواد، شکل دادن و روشهای حرارت دادن و پخت استفاده
میشود.بنابراین دامنه تغییرات نوع کائولن مصرفی وسیع میباشد بعبارت دیگر
نوع محصول و روش تولیدنوع کائولن را تعیین مینماید.
کائولن بدلیل ترکیب
خاص شیمیایی در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار میگیرد در مقابل حرارت
حالت شیشهای آن تغییر نمیکند و درخشندگی و شفافیت خاصی در محصول ایجاد
مینماید. در تهیه سرامیک مهمترین عامل نسبت اختلاط کائولن، سیلیس و کمک
ذوب (Flux) در بدنه سرامیکها میباشد. ویژگی کائولن مصرفی در صنعت سرامیک
عموماً مربوط به ناخالصیهای زیانآور موجود در آن است که باعث تغییر رنگ
محصول بعد از پخت میگردد. مهمترین و مضرترین ناخالصیها اکسید آهن
میباشد. از دیگر عناصر مضر میتوان از مس، کروم و منگنز نام برد. این مشکل
زمانی نمود پیدا میشودکه این مواد بصورت ریزدانه در رس قرار گرفته باشند،
در اینصورت بصورت بدنه محصول پس از پخت ظاهر گردیده و در پخت بیسکویت
چنانچه مقدار اکسیژن کوره پایین بیاید. اطراف لکه حفرههایی بوجود میآید.
مقدار 3O2Fe مجاز در سرامیک بین 6/0 تا 7/0 درصداست. اکسید آهن در کائولن
جهت ساخت پرسلان باید کمتر از 5/0 درصد باشد زیرا تیتانیوم با آهن در بدنه
سرامیک عکسالعمل نشان میدهد و موجب کاهش شفافیت میگردد.درجه آلکالی بودن
اثر خاصی بر روی شیشهای بودن محصول دارد،زیرا بدنه سرامیک را متخلخل
مینماید. کائولنی که در پرسلان بکار میرود پتاس آن باید کمتر از 5/1 درصد
و مقدار تیتانیوم و سیلیس آن حداقل باشد.
وجود بعضی از کانیها در
کائولن مضر است،رسهای طبیعی متورم کننده مانند مونت موریونیت که آب را در
شبکه خود نگهداری مینمایند در روانی و شکلگیری قالب اثر میگذارد.در
صنعت سرامیک کائولن ریز دانه ترجیح داده میشود. زیرا ریزدانه بودن موجب
افزایش پلاستیسیته و افزایش مقاومت بدنه خام میگردد. انتخاب نوع دانه بندی
بسیار مهم است، اگر چه ریز و نرمه بودن کائولن درجه ریختهگری را کاهش
میدهد ولی در طول پخت موجب انقباض میگردد. به منظور استفاده کائولن در
صنایع سرامیک سازی، آزمایشات مدول شکست، میزان شکل پذیری، رنگ پس از حرارت و
انقباض در طول حرارت، میزان قالب پذیری و تعیین ویسکوزیته بر روی کائولن
انجام میپذیرد.
کاني هاي کائولن | ||||||||||
| ||||||||||
|
مشخصات فيزيكي و مكانيكي | ||||||||||
| ||||||||||
|
مشخصات شيميايي کائولن | ||||||||||
| ||||||||||
|
شركتها و صنايع عمدة توليد كننده کائولن در جهان | ||||||||||
| ||||||||||
|
کاني هاي کائولن | ||||||||||
| ||||||||||
|
تاريخچه | ||||||||||
| ||||||||||
|