علم سرامیک

[ کائولن ] [فهرست مطالب] 

  مشخصات كيفي كائولن مورد مصرف هر صنعت به تبعيت از صفات مورد نظر محصول نهايي متغير است. اين تفاوت حتي در صنايع مشابه بعلت تغيرات شديد كيفي كائولن استخراجي و يا فرآوري شده معادن كاملاً‌مشهود است، ويژگي صنعت، محدوده تغييرات مورد قبول را تعيين مي‌نمايد و فرمول سازي مواد مصرفي يكي از رايج‌ترين راه حل‌ها در اينگونه صنايع است.
مرغوبترين كائولن‌ها تا حدود 20 درصد ناخالصي را دارا مي‌باشند كه به منظور كاهش اين ناخالصي‌ها بطرق مختلف فرآوري مي‌گردد و در هر روش نوعي خاص از اين ماده حاصل مي‌شود و هر كدام مصرف ويژه خود را دارد كه علاوه بر صفات خاص ژنتيكي، نوع فرآوري نيز محصول را از يكديگر متمايز مي‌نمايد. كائولن كلسينه شده، كائولن شيته شده توسط آب، حرارت نخورده،‌پودر شده، دانه بندي شده و كائولن پر كننده و طبقه‌بندي‌هاي مختلف كائولن از نقطه نظر نوع فرآوري مي‌باشند.
كائولن در صنايع مختلف به عنوان ماده اوليه اصلي و در برخي ديگر به عنوان ماده جنبي در كنار ساير مواد بكار مي‌رود. قيمت مناسب و ويژگي‌هاي اين ماده معدني در هر صنعت جلوه‌هاي خاص خود را دارد.
دليل كاربرد فراوان كائولن در صنعت، دارا بودن ويژگي هاي زير است:
•پركننده 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 كه 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 كننده سطح و غيرسايشي بودن آن.
•قابليت اندک هدايت جريان الکتريسيته و گرما.
•ارزاني قيمت آن.
بيشترين مصارف كائولن در پر كننده، پوشش دهنده با جلاي خاص و سفيد كننده، منبسط كننده، ايجاد كننده مقاومت در مقابل سايش، رقيق كننده، سخت كننده در صنايع پتروشيمي، نرم كننده سطح و به عنوان كاتاليزور در صنايع مختلف،كاغذسازي، سراميك، مركب و رنگ سازي، ديرگداز، پلاستيك، لاستيك، دارويي، فايبرگلاس، صنايع نسوز، مصالح ساختماني، حشره كش، جذب كننده، مواد پاك كننده، مواد غذايي، تهيه داروها، صنايع کشاورزي و تهيه كودهاي شيميايي است.
در ايران از اين ماده معدني در آجرهاي شاموتي، پوشش داخلي كوره ها، ديگ هاي گرمايي و كاشي استفاده مي شود.
حدود 50 درصد از كائولن در كاغذسازي به عنوان پركننده و روكش (پوشش دهنده سطح)،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.قدرت جذب مركب و پوشش دهندگي خوب و پر كردن سطوح ناهموار كاغذ از خمير سلولز و ايجاد شفافيت در كاغذاز مزاياي استفاده از كائولن در صنعت كاغذسازي مي‌باشد.
قيمت مناسب كائولن طي سال هاي اخير سبب شده است تا صنايع مصرف كننده اين محصول علاقه مند به استفاده از كائولن شوند. كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. كاربردهاي عمده كائولن در صنعت در جدول 11 آورده شده است.


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، چيني و سراميک سازي است.
مصارف سنگ کائولن با پيوند سخت در صنايع لاستيک سازي و کاغذ سازي مي باشد.
رنگدانه:
كائولن كه به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار مي‌گيرد به نوع پركننده و پوشش كاغذ تقسيم مي‌شود كه اين تقسيم‌بندي 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 دانه‌ها، ويسكوزيته و PH به آن اجازه مي‌دهد تا به‌عنوان 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، پلي‌استر 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.
كاغذ حتي اگر خلل وناهمواري هاي بين الياف سلولزي آن بوسيله پر كننده معدني پر شده باشد به منظور استفاده در فرآيندهاي كارهاي چاپي مدرن، تا زماني كه پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نيست. استفاده از پر كننده در خمير كاغذ بخشي از شكاف ها و درزهاي بين الياف سلولز را پر كرده، لذا بسياري از نقاط ريز مركب چاپ در اين نقاط بدرستي قرار نگرفته و كيفيت كار چاپ كاهش مي‌يابد. پوشش سطحي در روي كاغذ بعث نرمي، جلاء و قدرت جذب مركب چاپ مي‌شود. پوشش مناسب باعث افزايش كاربرد كاغذ مي‌گردد.
كائولن به سرعت در آب (حتي در آبهاي سخت) پراكنده شده و به وسيله ماشين‌هاي مدرن پوشش دهنده، پوشش نازك به كاغذ داده مي‌شود. كائولن پوششي مناسب براي كاغذهاي پرجلا، كاغذهاي سبك با پوشش LWC و كاغذهاي مناسب گراور به روش غلتگي (افست) مي‌باشد.
در صنعت توليد كاغذ،كائولن مورد استفاده بايد به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه‌بندي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. درجه رواني (ويسكوزيته) و درصد ذرات با ابعاد كمتر از 2 ميكرون داراي اهميت بيشتر هستند.
كائولن پوششي درجه يك 92 درصد ذرات آن كمتر از 2 ميكرون و درخشندگي آن حداقل 87 درصد است. كائولن پوششي درجه دو 80 درصد ذرات آن كمتر از 2 ميكرون ودرخشندگي آن حداقل 5/85 درصد مي‌باشد.
بطور خلاصه مي‌توان خواص زير را براي كائولن جهت مصرف در صنايع كاغذسازي در نظر گرفت:
الف ـ شفافيت: حداقل شفافيت براي مصرف كائولن بعنوان پر كننده 80 درصد و براي رس بعنوان پوشش 85 درصداست كه اين عمل در مقايسه با استاندارد شفافيت مشخص مي‌شود.
ب ـ اندازه ذرات: دقيق‌ترين روش براي تعيين اندازه ذرات و پراكندگي آنها به اصل استوك استوار است بعبارت ديگر از روي سرعت ته‌نشين شدن در سيال قطر ذرات كنترل مي‌شود. تعيين اندازه ذرات از روي زمان نشست آنها انجام مي‌گردد.
ج ـ ويسكوزيته: درجه رواني كائولن در پوشش اكغذ بسيار مهم است. در صنايع كائولن دو آزمايش ويسكوزيته انجام مي‌گردد كه عبارتند از HSV و LSV،‌كه براي تعيين اين دو مورد به ترتيب از ويسكازيمترهاي هركولس و فيلد براك استفاده مي‌شود.
د ـ باقيمانده سرند: 325 مش بعنوان مواد ساينده يا باقيمانده سرند مصطلح مي‌باشد. طريقه عملي بدين صورت است كه 100 گرم نمونه را كوبيده و خوب مخلوط نموده توسط مواد شيميايي پراكنده مي نمايند. سپس وزين درصد مواد جامد را در مخلوط اندازه‌گيري نموده،‌ مجموع باقيمانده روي سرند را وزن كرده و درصد آن را محاسبه مي‌نمايند.
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 پخش‌كردن 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 مي‌شِوند نيز انواع كائولن درشت‌دانه نوع مات و انواع كائولن ريزدانه نوع شيشه‌اي را ايجاد مي‌كنند.
جايگاه صنعت رنگ سازي در مصرف كائولن، همچون صنعت لاستيك سازي در طي ساليان اخير بوده است. افزايش رقابت بين كربنات كلسيم و كائولن، باعث كاهش سهم مصرف كائولن بعنوان پر كننده در صنعت رنگ سازي بوده است. بيشترين ميزان رشد مصرف كائولن در صنعت رنگ سازي در كشورهاي ايالات متحده امريكا و اروپا بوده كه حدود دو درصد در سال برآورد گرديده است. پيش بيني مي‌شود كه بطور كلي و در آينده نزديك ميزان رشد مصرف كائولن در اين صنعت، يك درصد باشد. البته در صورت وجود رشد اقتصادي در كشورهاي آسيائي همچون گذشته، اين رشد به 5/1 درصد خواهد رسيد.
مصرف كائولن در صنايع رنگ سازي در ايالات متحده امريكا از 228 هزار تن در سال 1991 به 329 هزار تن در سال 1997 رسيد و در سال 1998 به 268 هزار تن كاهش يافت. از آنجايي كه توليد رنگ در ايالات متحده امريكا حدود 30 درصد از كل توليد جهاني است. بنابراين مصرف كائولن در صنايع رنگسازي در جهان در سال 1998 معادل 840 هزار تن برآورد گرديده است.
اصولاً‌ كائولن بعنوان يك بسط دهنده و ماده اصلي رنگ سفيد بصورت جايگزين اكسيد تيتانيوم در توليد رنگ مورد استفاده قرار مي‌گيرد. كائولن كلسينه شده اصلي‌ترين كائولن بكار برده شده در صنايع رنگسازي است روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،‌از خصوصيات كائولن مصرفي در صنايع رنگ سازي است و مشابهت خاصي با كائولن مصرفي در صنايع كاغذ دارد. سطوح صاف كائولينيت، بويژه در صنايع رنگ سازي با آرايشي خاص بر روي يكديگر قرار گرفته كه موجب استقامت ورقه رنگ شده و به آن عمر طولاني مي‌دهد. بزرگترين تقاضا براي كائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ هاي مات داخلي ساختمان است. اداره استانداردهاي ايالات متحده امريكا توصيه نموده كه براي رنگ هاي خانگي حداقل 20 درصد نسبت از كائولن استفاده گردد.
معمولاً‌ تا 10 درصد وزني رنگ هاي براق را مي‌توان كائولن اضافه نمود. كائولني كه در رنگ سازي مصرف مي‌گردد بايد از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصي برخوردار باشد. ضريب تعليق بالايي در آب داشته و نمك هاي محلول آن پايين باشد. از نظر درخشندگي بين 90-80 درصد و ذرات آن 80-70 درصد زير 2 ميكرون باشد.
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 در لاستيک هاي سخت نظير پاشنه و کف در کفش ها و لاستيک خودرو ها استفاده مي شود.
مصرف كائولن در صنايع لاستيك‌سازي در سال 1998 معادل 08/1 ميليون تن بوده است. در طي سالهاي 1990 الي 1998 مصرف جهاني لاستيك 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 راسكيل رشد ساليانه 1 درصد براي آينده‌اي نه چندان دور جهت مصرف كائولن در اين صنعت پيش‌بيني مي‌شود. مصرف كائولن در صنايع پلاستيك‌سازي موجب كاهش قيمت لاستيك مي‌گردد. چون كائولن از لاستيك طبيعي و يا الاستومر بسيار ارزانتر است. كائولن مصرفي در صنايع لاستيك از نوع كائولن مرغوب نمي‌باشد. در ايالات متحده امريكا، كائولن مصرفي در اين صنعت از نوع تغليظ شده بوسيله هوا مي‌باشد. در صنايعي كه ذرات درشت مزاحم است مانند صنايع لاستيك كه بوسيله اكستروژن شكل داده مي‌شوند. از كائولن كلسينه شده هم در صنايع لاستيك سازي بعنوان پوشش استفاده مي‌گردد. از خصوصيات عمده كائولن مصرف در صنعت لاستيك سازي اين است كه 5/99 درصدذرات بايد زير 44 ميكرون باشند.
سراميك‌سازي:
20 % کائولن به عنوان يكي از مواد اوليه و اساسي در صنايع کاشي، چيني و سراميك‌سازي است. كائولن از انواع نسوزهاي آلومينيايي است كه ميزان Al2O3 در آنها بسته به نوع آنها متغير است. انواع كم آلومينا كائولن تكليس‌شده، فلينت (45-35%) و انواع پرآلومينا مانند آندالوزيت، كيانيت و سيليمانيت (60-40%). قديمي‌ترين وشايد متداول ترين روش كاربرد كائولن در صنعت، استفاده از اين كانه در ساخت انواع محصولات سراميكي مي‌باشد. گل چيني بيش از چهار هزار سال است كه در ساخت سراميك مورد استفاده قرار مي‌گيرد. درصنعت سراميك سازي از مجموعه روش‌هاي فرمول سازي مواد،‌ شكل دادن و روش‌هاي حرارت دادن و پخت استفاده مي‌شود.بنابراين دامنه تغييرات نوع كائولن مصرفي وسيع مي‌باشد بعبارت ديگر نوع محصول و روش توليدنوع كائولن را تعيين مي‌نمايد.
كائولن بدليل تركيب خاص شيميايي در صنعت سراميك مورد استفاده قرار مي‌گيرد در مقابل حرارت حالت شيشه‌اي آن تغيير نمي‌كند و درخشندگي و شفافيت خاصي در محصول ايجاد مي‌نمايد. در تهيه سراميك مهمترين عامل نسبت اختلاط كائولن، سيليس و كمك ذوب (Flux) در بدنه سراميك‌ها مي‌باشد. ويژگي كائولن مصرفي در صنعت سراميك عموماً مربوط به ناخالصي‌هاي زيان‌آور موجود در آن است كه باعث تغيير رنگ محصول بعد از پخت مي‌گردد. مهمترين و مضرترين ناخالصي‌ها اكسيد آهن مي‌باشد. از ديگر عناصر مضر مي‌توان از مس، كروم و منگنز نام برد. اين مشكل زماني نمود پيدا مي‌شودكه اين مواد بصورت ريزدانه در رس قرار گرفته باشند، در اينصورت بصورت بدنه محصول پس از پخت ظاهر گرديده و در پخت بيسكويت چنانچه مقدار اكسيژن كوره پايين بيايد. اطراف لكه حفره‌هايي بوجود مي‌آيد. مقدار 3O2Fe مجاز در سراميك بين 6/0 تا 7/0 درصداست. اكسيد آهن در كائولن جهت ساخت پرسلان بايد كمتر از 5/0 درصد باشد زيرا تيتانيوم با آهن در بدنه سراميك عكس‌العمل نشان مي‌دهد و موجب كاهش شفافيت مي‌گردد.درجه آلكالي بودن اثر خاصي بر روي شيشه‌اي بودن محصول دارد،‌زيرا بدنه سراميك را متخلخل مي‌نمايد. كائولني كه در پرسلان بكار مي‌رود پتاس آن بايد كمتر از 5/1 درصد و مقدار تيتانيوم و سيليس آن حداقل باشد.
وجود بعضي از كاني‌ها در كائولن مضر است،‌رس‌هاي طبيعي متورم كننده مانند مونت موريونيت كه آب را در شبكه خود نگهداري مي‌نمايند در رواني و شكل‌گيري قالب اثر مي‌گذارد.در صنعت سراميك كائولن 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 كائولن درجه ريخته‌گري را كاهش مي‌دهد ولي در طول پخت موجب انقباض مي‌گردد. به منظور استفاده كائولن در صنايع سراميك سازي، آزمايشات مدول شكست، ميزان شكل پذيري، رنگ پس از حرارت و انقباض در طول حرارت، ميزان قالب پذيري و تعيين ويسكوزيته بر روي كائولن انجام مي‌پذيرد.
جدول شماره 12 مشخصات كائولن مصرفي در سراميك سازي توسط توليدكنندگان مهم را نشان مي‌دهد و جدول شماره 13 ميزان مصرف كائولن در صنايع سراميك سازي توسط تعدادي از توليد كنندگان عمده سراميك را نشان مي‌دهد.






نسوز:
كائولن كاني است كه مصرف گسترده‌اي در صنايع نسوز دارد.اين كاني حاوي 20 تا 9/45 درصد آلومينا (3O2Al) بوده و همين امر استفاده آن را در صنايع نسوز امكان‌پذير مي‌سازد.
نسوزها موادي هستند كه در مقابل حرارت مقاوم بوده و تركيب شيميايي، شكل ظاهري و خواص مكانيكي آنها تغيير نمي‌كند. كائولن و خاك هاي كائولن دار كاربردهاي وسيعي بعنوان نسوز دارند و مهمترين بازار استفاده آن در صنايع آهن و فولاد است،‌ليكن مصرف رس صنعتي بعنوان نسوز بعلت دسترسي آسان و قيمت مناسب نيز بسيار گسترده مي‌باشد. ميزان مصرف كائولن در صنايع نسوز در سال 1999 حدود 4 ميليون تن بوده است. صنايع شيشه سازي نيز از ديگر صنايع مهم مصرف كننده كائولن بعنوان نسوز مي‌باشد.
ميزان مصرف كائولن در صنايع نسوز در ايالات متحده آمريكا از دهه 1980 تقريباً‌ثابت بوده و مقدار آن بين 8/0 ميليون تن در سال 1980 تا 2 /1 ميليون تن در سال 1998 در حال تغيير بوده است. جدول شماره 14 ميزان مصرف كائولن در صنايع نسوز در ايالات متحده امريكا از سال 1980 اكي 1998 را نشان مي‌دهد.






پلاستيک :
مصرف كائولن در صنايع پلاستيك‌سازي در سال 1999 معادل 135 هزار تن بوده است. صنايع پلاستيك ايالات متحده امريكا در طي سالهاي 1995 تا 1998 بي 36 الي 40 هزار تن كائولن مصرف نموده است. اين نشان دهنده اين امر است كه مصرف كائولن در اين صنعت در طي اين دوره تقريباً‌ ثابت و كمتر دستخوش تغييرات بوده است.
مصرف كائولن در صنايع پلاستيك‌ساز ي كاملاً شبيه مصرف در صنايع لاستيك است و نقش كائولن بعنوان پركننده و بسط دهنده مي‌باشد. كائولن در اين صنعت با ديگر مواد خام به رقابت پرداخته است. با افزايش قيمت نفت در دهه 1970، بازار مصرف كائولن و ساير پر كننده‌ها گسترش چشمگيري يافت و با استفاده از پر كننده‌هاي ارزان قيمت نظير كائولن، در مصرف رزين‌هاي گران قيمت صرفه‌جويي شد.
كائولن بعنوان بسط دهنده ارزان قيمت در صنعت ساخت PVC (پلي وينيك كلرايد) نيز مصرف مي‌گردد. كائولن همچنين در ساخت نايلون، پلي‌استر و ساير پلاستيك‌ها، تهيه رنگينه‌ها (بجاي رنگي اكسيد تيتانيوم) نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در جدول شماره 15 مشخصات كائولن مصرفي در صنعت پلاستيك‌سازي توسط شركت اينگلهارد كه يكي از شركتهاي معتبر در اين صنعت مي‌باشد، آورده شده است.






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 (O2Na + O2K + 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 (3O2Al) آن بايستي از 30 درصد به بالا باشد تا مرغوبيت پيدا كند.
2- ميزان اكسيدهاي آهن (3O2Fe) نبايد از 1 درصد بيشتر باشد.
3- ميزان اكسيد تيتانيوم (2TiO) بايد به 2/0 درصد كاهش يابد.
4- جمع اكسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد فراتر باشد.
5- حداكثر ميزان CaO، 2/0 درصد و MgO، 3/0 درصد 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، 3O2Al،2SiO 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 سه درصد از مصارف نهائي كائولن در سال 1999 در صنعت رنگسازي بوده است. در اين صنعت از خصوصيات ويژه كائولن در زمينه سهولت در پخش معلق ماندن، قدرت كنترل ويسكوزيته و رنگ سفيد آن استفاده مي‌شود.
در صنايع لاستيك‌سازي در طي سال 1999 معادل 4 درصد مصرف جهاني (08/1 ميليون تن) كائولن مورد استفاده قرار گرفته است. كائولن مورد استفاده در اين صنعت عمدتاً از نوع بسيار نرم و در لاسيتك‌هاي سخت نظير پاشنه كفش و پوشش كابل از نوع كائولن با دانه‌بندي درشت‌تر از 2 ميكرون است.
در صنايع پلاستيك كائولن جانشين پلي‌مرهاي گران قيمت شده و موجب ارزاني محصول گرديده است. مصرف نهائي در اين صنعت طي سال 1999 معادل 5/0 درصد مصرف جهاني و برابر با 135 هزار تن بوده است. بعد از صنعت كاغذسازي و مصارف كاربردي كائولن بعنوان پركننده، بزرگترين مصرف كننده كائولن صنايه ساختماني مي‌باشند. 12 درصد كائولن مصرفي در سال 1999 بعنوان ماده اصلي دريك طيف گسترده صنايع ساختماني بكار رفته است. اين طيف شامل صنايع آجر،‌سيمان،‌فايبرگلاس، پوشش‌هاي سقف و ديوارهاي گچي مي‌باشد.
صنعت سراميك‌سازي در بين مصرف كنندگان كائولن مقام دوم را بخود اختصاص داده است. حدود 16 درصد مصرف نهائي كائولن جهان درسال 1999 مربوط به اين صنعت بوده است.
صنعت دير گدازها از ديگر مصرف كننده عمده كائولن در سال 1999 بوده است. ميزان مصرف كائولن در اين صنعت در اين سال معادل 4050 هزار تن بوده است.
مصرف كائولن بعنوان كاتاليزور در صنايع مختلف و ديگر صنايع منجمله صنايع شيميايي و داروئي از ديگر مصارف اين كانه در جهان در سال 1999 بوده كه معادل 3 درصد مصرف جهاني را شامل مي‌شده است.
كائولن در تهيه نوارهاي مغناطيسي به منظور افزايش كيفيت و جلوگيري از ورم و چروكيدگي، در داروها بعنوان پركننده و در توليد حشره‌كش‌ها بعنوان حامي سم، در صنايع بهداشتي و آرايشي بعنوان پاك كننده و پر كننده و در صنايع گچ بعنوان كنترل زمان گيرايش گچ كاربرد دارد.
يكي از مصرف كائولن كه اخيراً‌ بر روي آن كار شده و هنوز هم تحقيق و بررسي بر روي آن ادامه دارد، استفاده از آن در توليد آلومينا در صنايع آلومينيوم سازي و تهيه زئوليت مي‌باشد.
ميزان مصرف ظاهري کائولن در جهان در طي اين دوره ( 1997 – 2001) با نرخ رشد 26/0-%، از 23309 هزار تن در سال 1997 به 22789 هزار تن در سال 1999 و 23081 هزار تن در سال 2001 کاهش يافته است(جدول 17).




مصرف کائولن در سال هاي 1997-2001 با يک کاهش نسبي 26/0 % همراه بوده است. عامل اصلي آن افزايش جايگزين هاي کائولن در سطح جهاني مي باشد. نکته جالب توجه افزايش چشمگير مصرف کائولن در صنايع سراميک و نسوز، ثابت بودن نسبي در صنعت کاغذسازي و کاهش قابل ملاحظه مصرف کائولن در ساير صنايع در سال 2001 نسبت به سال 1993 بوده است. اين امر عمدتاً به علت مصرف ديگر كاني ها به عنوان جايگزين كائولن در بعضي از صنايع مصرف كننده از قبيل كاغذسازي، لاستيك سازي، رنگ سازي و غيره مي‌باشد. تلاش در يافتن جايگزين مناسب تر و ارزانتر و كاهش ذخاير كاني هاي نسوز و مصرف تركيبات كائولن در اين بخش و ادامه رشد فعاليتهاي ساختماني، توجيهات فرض شده براي پيش‌‌بيني در آينده مي‌باشد. اطلاعات موجود تا سال 2001 حاكي از كاهش تدريجي مصرف اين ماده در سطح جهاني مي‌باشد. بدين ترتيب مصرف اين كانه در سال 2005 ميلادي بالغ بر 8/36 ميليون تن خواهد رسيد. مصرف كائولن در سال 2001 بيش از 23 ميليون تن بوده است. جدول 18 و شکل 8 مقدار مصرف ظاهري كائولن در جهان را نشان مي‌دهند.




جدول شماره 19 مصرف كائولن در سالهاي 1988، 1993، 1999 و برآورد آن در سال 2005 ميلادي را نشان مي‌دهد.


همانطور كه ملاحظه مي‌گردد مصرف كائولن در سال 1999 نسبت به سال 1993 اندكي كاهش داشته است (حدود 3 درصد). نكته جالب توجه افزايش چشمگير مصرف كائولن در صنايع سراميك و نسوزها، ثابت بودن نسبي در صنعت كاغذسازي و كاهش قابل ملاحظه مصرف اين كانه در ديگر صنايع در سال 1999 نسبت به سال 1993 بوده است. اين امر عمدتاً‌بعلت مصرف ديگر كاني‌ها بعنوان جايگزين كائولن در بعضي از صنايع مصرف كننده از قبيل كاغذسازي،‌لاستيك‌سازي، رنگسازي و... مي‌باشد. از طرفي رشد فعاليت‌هاي ساختماني و نيز رشد مصرف نسوزها در صنايعي از قبيل فولاد،‌ باعث تغيير الگوي مصرف و بالا رفتن مصرف كائولن در اين صنايع در سال 1999 نسبت به سال 1993 شده است.
پيش‌بيني مي‌شود كه الگوي مصرف فوق همچنان بر مصرف كائولن تا سال 2005 ميلادي حاكم باشد. تلاش در يافتن جايگزيني مناسب تر و ارزان تر، كاهش ذخاير كاني‌هاي نسوز و مصرف تركيبات كائولن در اين بخش و ادامه رشد فعاليت‌هاي ساختماني،توجيهات فرض شده براي پيش‌بيني فوق‌الذكر مي‌باشند. بدين ترتيب مصرف اين كانه در سال 2005 ميلادي بالغ بر 8/36 ميليون تن خواهد رسيد.
مصرف كائولن در سال 1999 براساس گزارش راسكيل در سال 2000، بيش از 27 ميليون تن بوده است. اين برآورد براساس مقدار كائولن توليد شده و نيز مصرف ظاهري آن صورت پذيرفته است. از اين مقدار 31 درصد آن متعلق به امريكاي شمالي، 27 درصد اروپاي غربي، 26 درصد آسيا، 6 درصد اروپاي شرقي، 4 درصد خاورميانه، 3 درصد امريكاي جنوبي، 2 درصد افريقا و 1 درصد اقيانوسيه مي‌باشد. بنابراين امريكاي شمالي با مصرف حدود 9 ميليون تن بزرگترين مصرف كننده كائولن در جهان در سال 1999 بوده است. درصد مصرف کائولن در جهان در سال 1999 در جدول 20 آورده شده است.


ميزان مصرف کائولن براساس نوع مصرف در جهان در سال 1999در جدول 21 آورده شده است.