高岭土（Kaolinite）
一、概述
高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主要成分，质地纯净的细粒粘土或粘土岩。高岭石因首先发现于我国江西景德镇的高岭而得名。高岭石族粘土矿物包括高岭石、埃洛石、迪开石、珍珠陶土等。组成高岭土的其他粘土矿物和非粘土矿物主要有：粘土矿物——水云母、蒙脱石和绿泥石；非粘土矿物——石英、长石和云母。此外，还含有少量铝的氧化物和氢氧化物，铁矿物（褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿），钛的氧化物、有机质等。
高岭石的理论化学成分为：Al2O3为39.5%,SiO2为46.54%,H2O为13.96%。高岭石一般为无色-白色的细小鳞片，单晶体呈假六方板状或书册状，粒径以0.5～2μm者为多，个别蠕虫状晶体可达数毫米。纯净的高岭土可达到高岭石族矿物的理论组成，一般呈白色或浅灰色，含杂质时，呈黄、玫瑰或灰、黑色等。原矿呈致密块状或疏松土状，质软，有滑腻感，珍珠光泽或无光泽，半透明至不透明，硬度1～2.5，小于指甲，相对密度2.2～2.6。
质纯的高岭土具有白度高，质软易分散悬浮于水中，良好的可塑性和高的粘结性，优良的电绝缘性能。具有良好的抗酸溶性，很低的阳离子交换量，较高的耐火度等理化性能。见表3-27-1。
表3-27-1 高岭土理化性能
二、矿石类型及工业要求
1.矿石类型
自然产出的高岭土矿石，根据其质量、可塑性和砂质（石英、长石、云母等矿物粒径＞50μm）的含量，可划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型，它们的特征见表3-27-2。
2.矿床类型
表3-27-2 高岭土矿石类型
我国高岭土矿床成因类型较多，以风化型、热液蚀变型和沉积型为主。其中风化型矿床主要分布在广东、四川等地，沉积型高岭土矿床主要分布在山西、河北、河南、山东、福建等地，热液蚀变型矿床主要分布在江西等地。我国北方所产高岭土多属沉积型矿床，南方所产高岭土多属风化残积型及热液蚀变型。此外，在北方、南方都有风化淋滤型及第四纪沉积型高岭土矿床的分布。高岭土矿成矿时代多为中、新生代。河南省的高岭土矿床类型主要为石炭纪—二叠纪含煤建造中的沉积型硬质高岭土。
3.一般工业要求
不同的工业部门对高岭土矿石的质量要求不尽相同，陶瓷工业通常要求高岭土矿石熟料的白度高，Fe、Mn、Ti等着色、电导性元素含量低，焙烧时使制品易熔、起泡的杂质和其他机械混入物少，有较高的耐火度，烧成后不变形；造纸工业要求矿石生料白度高，造浆性能好，颗粒微细、均匀，如用于刮刀涂布原料的应以粒径小于2μm的占80%以上鳞片状高岭石组成的高岭土；橡胶工业也要求粒度小，以产生高度的分散性和吸附性，并极少含Cu、Mn等易使橡胶过早硬化的杂质，Fe、SO3的含量也必须很低，但对白度却无具体要求；耐火材料工业的基本要求是耐火度＞1580℃；白水泥工业要求矿石中Fe2O3＜0.7%，而对SiO2、Al2O3等则无严格要求。为此，在评价高岭土矿石时，应综合考虑各工业部门的相同与不同要求，以最低工业要求作为划分矿与非矿的标准，在此基础上划分出优质矿石，通过矿床技术经济评价合理确定原矿工业指标。一般工业指标可参照如下标准（表3-27-3）。
表3-27-3 高岭土矿床一般工业标准
高岭土矿床一般开采技术条件要求：沉积型硬质高岭土最低可采厚度：露采0.7～1m，地采0.7m；夹石剔除厚度：露采0.3～0.5m，地采0.3m。其他类型高岭土矿最低可采厚度：露采0.7～2m，地采1m；夹石剔除厚度：露采1～2m，地采lm。
高岭土矿床矿石一般测试项目包括：①基本化学分析Al2O3、Fe2O3、TiO2；②组合分析 SiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O、TSO3（含硫矸）；③物性测定 粒度组成、白度、可塑性、干燥收缩率、耐火度等。
三、高岭土矿产资源概况
据美国矿业局（1985年）估计，世界已查明的高岭土矿产资源总量为117.94亿t，分布于50多个国家和地区，主要集中在欧洲（54.43亿t）和北美洲（37.19亿t），次为亚洲、大洋洲。其中：美国35.38亿t，原苏联22.68亿t，英国18.14亿t，捷克10亿t，中国约3.3亿t。世界高岭土年产量超过2300万t（1994年），其中：美国约1000万t，英国、朝鲜超过200万t，巴西、德国、中国、捷克等国年产量超过100万t。高岭土价格（1998年）：造纸涂料级100～180美元/t，填料级75～100美元/t，陶瓷级60～120美元/t。
我国高岭土资源丰富，矿床分布广泛，全国有16个省都有产出，但主要分布在东南沿海一带。华东、中南地区探明储量为全国总储量的80%，其中以江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东等省为主，四川、贵州、云南、山西、河北、辽宁、山东、河南等省也有分布。全国包括陶瓷粘土在内的高岭土矿床共有200多处，但大型矿床较少，多为中、小型。主要矿床有：江苏苏州，四川叙永，辽宁丹东，浙江温州，广东潮安、茂名、湛江，福建永春、闽清、同安，湖南醴陵、衡阳、衡山，山西大同，江西景德镇，陕西洛南，山东淄博以及西藏羊八井等矿床。
河南省高岭土资源十分丰富，经近年工作证明，储量位居全国前列，但由于历史原因，勘探程度及开发利用程度都很低。主要原因一是因为对我省大范围分布的煤系高岭土认识较晚，以往多作为耐火粘土矿床予以勘探评价和开发利用；二是因为我国高岭土开发以往主要集中于东南沿海一带，已形成较为成熟的开发加工技术流程，该区主要矿床类型为风化残积型，而北方含煤岩系中的硬质高岭土开发加工技术近年才取得突破和应用。
我省高岭土矿床成因类型以含煤建造沉积型为主，其次为热液蚀变型和风化淋滤型。主要矿产地有10余处，如禹县神垕、巩县钟岭、博爱九府坟、宜阳李沟、临汝风穴寺、禹县三峰山、禹县朱屯、鲁山梁洼、郏县东黄道、济源克井、济源郡源、卢氏八宝山、淅川太子庙等。累计探明储量约1000万t（高岭土和陶瓷土）（1998年底），年产量约6万t（1998年）。
含煤建造沉积型高岭土主要赋存于石炭纪—二叠纪沉积岩系中，含矿层位包括：石炭系本溪组、太原组和二叠系下石盒子组。本溪组硬质高岭土矿层，厚度变化较大，一般厚1m～nm，常常与铁矿、铝土矿、耐火粘土矿共生。主要特点：含铁高、富含有机质，灰白色—灰黑色。该层以往多作为耐火粘土矿床评价，根据近年研究，可分层利用，一部分作耐火粘土，另一部分优质矿石可做陶瓷或造纸用高岭土。该矿层自然白度低，煅烧后可达90%以上，高岭石含量一般达90%以上。黄河以北总体质量较好，如博爱九府坟陶瓷粘土矿，矿层位于本溪组地层中，厚0.45～2.78m，一般0.75～1.65m，主要矿物成分为高岭石，主要化学成分：Al2O3为35.63%～38.65%,SiO2为44.05%～45.79%,Fe2O3为0.19%～0.72%,TiO2为0.40%～1.8%，烧失量为7.94%～8.76%，塑性指数为8.43～11.81。济源井本溪组高岭土矿含高岭石达93%～99%，济源邵源芬沟本溪组高岭土矿高岭石含量达95%以上，Al2O3为38.94%,SiO2为45.14%,Fe2O3为0.25%,TiO2为0.38%，矿石质量接近高岭石理论化学成分。
二叠系下石盒子组硬质高岭土矿主要分布在黄河以南，矿层厚度一般较大，几m至十几m不等，位于下石盒子组的下部。主要特点：有机质含量低，自然白度高，一般呈灰色—蓝灰色，含铁高。但可分层利用，含铁高部分作耐火粘土，含铁低部分作陶瓷粘土或造纸用粘土。该矿层之优质部分质量良好，自然白度达85%以上，质纯、细致、高岭石含量高，非常接近纯高岭石岩。对该矿层以往没给予重视，近年随着人们对非金属矿产的重新认识，加强了对此层的研究开发利用。代表性矿山如巩县钟岭陶瓷粘土矿，矿层按质量可分三层：下矿层厚1.28m，局部可作陶瓷原料；中矿层为主矿层，厚1.5～8.5m，一般3～5m，深灰及蓝灰色厚层状，质细密，解理发育，贝壳状断口；上矿层厚1～2.14m，最厚达13m多，为黄褐色薄层铝土质页岩夹高岭土矿。探明储量达165.8万t，主矿层化学组分：Al2O3为39.8%,SiO2为43.51%,Fe2O3＜3%，塑性指数为5.8%～19.97%。鲁山梁洼粘土矿，矿层厚2.1～15.28m，储量800多万t，以往主要用作耐火粘土。近年研究表明，可分出优质矿层，其高岭石含量达90%～98%，自然白度达85%，含铁小于0.8%。郏县东黄道90年代作为高岭土矿进行勘探，提交储量42.44万t，远景储量近百万t，主矿层厚度2.0～2.2m，自然白度76.6%,Al2O3为36.72%～38.79%,SiO2为42.56%～45.11%,Fe2O3为0.37%～0.95%，高岭石含量＞95%，质量优良。另外在焦作、济源一带也发现有优质矿层，其中济源邵源芬沟主矿层厚1.8m，质纯、灰白色，高岭石含量80%～95%,Al2O3为38.08%～38.52%,SiO2为45.20%～45.38%,Fe2O3为0.30%～0.53%。
热液蚀变型高岭土矿床在我省分布不广，代表性矿山为卢氏八宝山陶瓷粘土矿。由钾长花岗斑岩经热液蚀变而形成。矿石分两种类型：高岭土岩及强高岭土化钾长花岗斑岩。白色、块状，高岭石为主，含铁较高（平均1.5%～2.5%），矿石经洗选后可作为陶瓷工业和高碱玻璃原料。探明高岭土储量134万t，高碱玻璃原料储量7100万t。
风化淋滤型高岭土矿床仅在淅川太山庙沟发现。矿层赋存于震旦系白云质灰岩与寒武系硅质岩沉积接触界面及其附近，属风化残余高岭土矿床。矿石类型为伊利石-高岭石（包括迪开石）粘土，可分为优质高岭土和一般高岭土两种，优质高岭土，洁白色，油脂光泽，具滑感，湿后可塑性大，干燥后易碎成粉末状，高岭石含量为主，微量石英及绿泥石，铁含量由无至微量。该处高岭土矿以往一直作耐火材料原料开采。70年代以来部分作陶瓷原料用，主要用于电瓷原料和卫生陶瓷原料。
四、高岭土的主要用途
高岭土的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料；洁白、柔软、高度分散性、吸附性及化学惰性等优良工艺性能，使其在造纸工业上得到广泛的应用。此外，高岭土在橡胶、塑料、耐火材料、石油精炼等工业部门以及农业和国防尖端技术领域亦有广泛用、途。见表3-27-4。
表3-27-4 高岭土的主要用途
五、产品的主要工业技术指标
1.产品质量要求
高岭土的应用领域不同，对其质量要求截然不同。在化学成分方面，造纸涂料、无线电瓷、耐火坩埚等要求高岭土Al2O3和SiO2的含量接近高岭石的理论值；日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡胶和塑料的填充剂对高岭土的Al2O3含量要求可适当放低些，SiO2含量可酌情高些。对Fe2O3、TiO2、SO3等有害成分，亦有不同的允许含量，对CaO、MgO、K2O、Na2O的含量允许值，不同用途中也不尽相同。在物理性能方面，各应用领域要求的侧重点更为明显。造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度；陶瓷工业要求良好的可塑性、成型性能和烧成白度；耐火材料要求高的耐火度；搪瓷工业要求良好的悬浮性等。这就决定了高岭土产品规格、牌号的多样性。
表3-27-5 高岭土通用标准（JC88-82）
2.产品质量标准
我国现行的高岭土产品标准是国家建材局1982年重新修订的。它以化学成分和物理性能作为划分产品等级牌号的依据，制定了高岭土的通用标准（JC88-82），见表3-27-5。同时按用途制定了造纸、搪瓷、橡胶用高岭土3个专用标准，见表3-27-6、表3-27-7、表3-27-8。
表3-27-6 造纸工业用高岭土标准（JC318-82）
表3-27-7 搪瓷工业用高岭土标准（JC319-82）
表3-27-8 橡胶工业用高岭土标准（JC320-82）
六、高岭土选矿方法及工艺流程
1.选矿加工方法
为了分离高岭土中的石英、长石、云母、铁矿物、钛矿物等非粘土矿物及有机物质等，生产出能满足各应用领域需求的高岭土产品。重选、浮选、磁选、化学处理等选矿方法及其他改善高岭土质量的加工方法，都已应用于高岭土选矿加工过程中。针对我省沉积型高岭土矿的特点，有关科研单位经多年研究试验，提出两种选矿加工方案，一是通过焙烧加工除去水分和脱碳以提高白度，二是通过超细粉碎和化学漂白方法来提高白度，以求达到涂料级高岭土的质量标准，这两条技术路线已经成熟和应用。有关高岭土的主要选矿加工方法见表3-27-9。
表3-27-9 高岭土主要选矿加工方法
续表
2.工艺流程
高岭土选矿工艺流程，一般包括：准备、分选和产品处理三部分。准备部分包括破碎、制浆等作业；分选部分包括分选、漂白、剥片等作业；产品处理部分包括浓缩、过滤、干燥和包装等作业。由于矿石类型、产品指标不同，选矿工艺流程各不相同。各种矿石类型的原则工艺流程见表3-27-10。
表3-27-10 高岭土选矿工艺流程
生产高附加值精细高岭土产品的工艺流程关键环节是超细粉碎和精细分级。通过超细粉碎和精细分级（包括剥片工艺），可提高产品中高岭石粉料＜2μm粒径的含量比例（达80%以上），生产出涂布级高岭土精细产品，大大提高纸张的光泽度和不透明度。化学漂白是高岭土工业排除杂色的含铁化合物传统工艺，其目的是去除铁、钛等杂质，提高产品白度。高梯度强磁场磁选法及选择性絮凝法也是去除杂质、提高白度的有效方法。在加工工艺流程选择中应充分考虑矿石类型和组分特点，为生产出高附加值产品，创造较高的经济效益，可多种方法综合使用。
高岭土和高白泥没有区别，二者基本为同一种物质。
高岭土，由高岭石族矿物(高岭石、地开石、埃洛石等)组成，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，通常呈微小片状、管状、迭片状等形状。
高岭土用途非常广泛，主要是由于它的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料，通常所说的高白泥就是指高岭土含量高的泥土，烧出来的瓷器比高岭土含量低的要白很多。
扩展资料：
高岭土用途：
1、高岭土又称观音土，在大荒年间老百姓常拿它来充饥，传说是观音菩萨指引其用途而得名。
2、精细高岭土由于粒度细，水分低，PH和DPG吸着力稳定，沉降体积高于化工部规定的指标，故用该产品生产的各类橡胶制品的磨耗低，强度、曲扰性能好，成为生产各类橡胶制品的半强辅填充料。
3、高岭土功能添加剂还大量地应用于电线电缆加工方面，尤其是用于EPDM电缆。普通电线和低压电缆(1－2KV)护套材料多采用PVC和PE树脂，除非为了阻燃的要求，不需要填充剂，有时也加入碳酸钙以降低成本，改善介电性能。
参考资料来源：百度百科-高岭土
成为造纸，陶瓷，橡胶，化工，涂料，医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料，高岭土具有一定的可塑性，使陶瓷泥坯有利于车坯及注浆，便于成形。
高岭土在陶瓷中的作用是引入Al2O3，有利于莫来石的生成，提高其化学稳定性和烧结强度。
在烧成中高岭土分解生成莫来石，形成坯体强度的主要框架，可防止制品的变形，使烧成温度变宽，还能使坯体具有一定的白度。
[类别] MXK401为煤系煅烧高岭土
[性能特点] 粒度细，分布合理，325目筛余物很低；白度高，光散射性能好，遮盖力强；在各种体系中分散性好、悬浮性好、流动性好；不与其它任何助剂、溶剂发生反应。可部分替代价格昂贵的二氧化钛；提高涂料的耐擦洗性、耐磨性和耐候性；具有极好的防沉降作用，改善涂料的贮存稳定性。
[应用范围] 各种类型的涂料，包括乳胶漆、粉末涂料、油性涂料等领域。
MXK401 的主要物理指标
指 标 MXK401
白 度 （%） ≥91
粒 度 (-2μm)，% ≥95
325目筛余物 ，% max ≤0.005
PH 值 6.0-7.0
分散性（um） ≤45
最佳分散条件：在分散液中加入C211分散剂的量为煅烧高岭土质量的0.038%，加入NaOH的量为煅烧高岭土质量的0.162%，调整搅拌。
——兼述我国茂名大型高岭土基地的生产和加工技术
蔡建
（苏州中材非金属矿工业设计研究院，江苏苏州 215004）
摘要 本文叙述中国高岭土工业发展历史。 以茂名高岭土生产为例，着重阐述了中国高岭土目前的开发和现状，包括资源、生产加工、技术特点、产品应用。比较世界高岭土工业技术，分析了中国高岭土加工技术及开发利用的发展方向。
关键词 高岭土；开发利用；技术发展。
作者简介：蔡建，教授级高工，苏州中材非金属矿工业设计研究院副院长。电话：13806219775。E-mail：fkycj@163.com。
一、引言
高岭土是一种非常重要、用途十分广泛的非金属矿产，由于它具有可塑性、黏结性、分散性、耐火性、绝缘性和化学稳定性等多种工艺性能，因此它广泛应用于造纸、陶瓷、塑料、橡胶、化工、电子、涂料、油漆、耐火材料、军工、医药、化妆品、农药等几十个行业中。
20世纪80年代中期，中国地质工作者在科研、生产等相关部门的配合下，先后在福建龙岩和广东茂名发现了大型高岭土矿床，为中国造纸、塑料、建材等工业发展提供了资源保障。茂名高岭土已被确认为国内目前高档造纸用高岭土的重要生产基地，同时也推动了高岭土工业的全面发展。
中国造纸工业在“八五”、“九五”期间迅猛发展，先后引进了多条刮刀涂布机，刀速提高到600 m/min、800 m/min，甚至1200 m/min；相应对高岭土提出了较高的质量要求，包括细度、白度、黏浓度、磨耗值等。通过高岭土行业与各应用行业的科研人员共同努力、技术攻关，中国高岭土技术得到了全面发展，包括提纯、超细、改性等某些技术达到了世界水平。
二、高岭土工业的现状
（一）高岭土储量
中国现已探明的高岭土地质储量14.32×108t，其中广东4.18×108t，福建1.59×108t，广西1.0×108t，江西1.09×108t，湖南0.80×108t，江苏0.54×108t；另有煤系高岭土16.7×108t，主要分布在内蒙古、山西、山东、安徽、辽宁、陕西等省区。茂名高岭土资源主要分布在上垌、霞池、山阁、飞鼠岭一带，约40～60km2范围，已探明储量达2.8×108t，远景储量约8×108t。矿床类型为沉积风化型，矿体赋存于上新世老虎岭组和中新世黄牛岭组岩层中。矿石自然类型有砾质高岭土、砾状砂质高岭土、砂质高岭土等，工业类型主要为砂质高岭土。
（二）高岭土生产企业
目前中国县级以上高岭土企业100余家，乡镇企业达700多家。原矿生产能力超过300×104t，加工能力超过70×104t。生产规模10×104t以上的有中国高岭土公司、茂名高岭科技有限公司、福建龙岩高岭土公司、兖矿北海高岭土公司、茂名石化矿业公司等。茂名地区高岭土总产量约38×104t/a，其造纸刮刀级高岭土产量占全国总产量的80%。
（三）高岭土生产工艺
目前中国高岭土生产工艺比较典型的是：原矿经过除砂、粗选、精选，得到选矿精矿；再用卧式螺旋离心机对精矿进行分级精选、化学漂白或高梯度除铁；加工后产品用蝶式分离机进行预先脱水，再用压滤机脱水；最后经干燥塔进行干燥，成品包装计量。以茂名高岭科技有限公司为代表，具体介绍其工艺如下。
茂名高岭土是高有序度的假六边形片状结晶、粒度细、白度高、黏度低的物质，已被确认为国内目前高档造纸用高岭土的重要原料。高岭土矿在水枪的高压冲击下碎散，砂浆用泵送入螺旋分级机除砂，再用水力旋流器分选。选矿段数根据原矿性质而定，一般为2～4段。分选后的粗精矿经卧螺离心分级机，分出涂料级和填料级产品。涂料级产品，经漂白、磁选、压滤、干燥、包装后出厂；填料级产品，经压滤、包装后出厂。其选矿工艺流程见图1。
图1 工艺流程图
茂名地区高岭土产品质量，见表1。
表1 产品质量
1.螺旋分级机除砂
茂名高岭土原矿中石英、长石粒度较粗，一般大于325 目；而高岭土粒度较细，主要富集在-2μm中。另外，从原矿粒度分析可知：＋40μm的含量高，占80.01%；细粒级含量次之，-2μm的占12.97%；而中粒级范围宽，含量却很少，40～2μm的占7.02%。所以，借助大处理量的分级设备（螺旋分级机）进行粗选，甩掉大量粗尾，而用水力旋流器进行最终粒级把关。目前，国内一般高岭土选厂都只采用水力旋流器分级，这样处理量小，且因需配高压给浆泵而动力消耗大。采用螺旋分级机除砂，突破了现有高岭土生产工艺的模式，把我国高岭土选矿粗选规模从单机年产量（1～2）×104t，提高到单机20×104t。
2.卧螺离心分级
精选工艺采用了卧螺离心分级技术，使产品细度达到-2μm 90%以上，分级效率80%以上。特别是配置了变频调速，可根据不同的物料调整工艺参数（如分离因素），保持产品质量的稳定，使得高岭土分级技术达到当时世界水平。
目前，国内高岭土选厂大多采用水力旋流器精选分级，在自控尚未实现的情况下，受流量、压力变化的影响，产品质量难于稳定在-2μm 90%以上，分级效率也不高，且年产万吨以上规模的选厂，车间配置占地面积过大。
3.广泛推广漂白-除铁技术
根据铁、钛物相分析，高岭土中铁的赋存状态为矿物铁和晶格铁两种，相当部分为矿物铁，特别是地表铁质淋滤污染情况；所以采用化学漂白最经济、有效，也被广泛采用。利用还原漂白剂（如亚硫酸钠）将Fe3＋还原成可溶性的Fe2＋，再通过洗涤作业将其除去。个别高岭土选厂采用磁选与化学漂白相结合的工艺，使产品白度进一步提高，且降低药剂消耗。通过磁选，Fe2O3可以从0.66%降到0.5%，白度从70%提高到88%。
4.压滤工艺
国内一般高岭土企业原来都采用低压过滤。茂名地区工厂通过技术攻关，采用高压进浆，压力达到2～2.5MPa；提高了生产率，确保产品水分低于35%，节约了能耗，也改善了工作环境。
5.采用干燥新工艺
产品运输方便，也改善工作环境。
目前在茂名地区的厂家对喷雾和闪蒸两种干燥方式均有采用，各有特色。闪蒸，特别是改进后的强力干燥，在生产流程上适应性强，在不同浓度、物料、给料量的情况下均可进行干燥，且国内加工制造该设备质量有保证。
三、高岭土应用与市场
（一）造纸工业
中国高岭土消费结构与国外有较大差别，高岭土用于陶瓷和耐火材料的量占70%～80%，造纸占10%，橡胶占3%，其他行业占7%；在世界上发达国家造纸用量占60%，耐火材料占8%，橡胶占5%，陶瓷占10%，其他占17%。
20世纪90年代以来，中国高岭土消费由传统的陶瓷工业转向造纸工业，这是由于中国造纸工业在“八五”期间发展迅速，相继引进十多条刮刀生产线。“九五”期间又有苏州紫兴纸厂、广州人民造纸厂、潍坊恒信纸业集团，苏州亚太纸品有限公司等造纸厂新建或扩建，使中国成为世界第三造纸大国。中国纸张年人均消费量仅为38 kg，远低于世界年人均消费量。同时，中国铜版纸用优质涂料级高岭土长期以来供不应求，每年需从美国、英国等国进口。随着中国造纸工业的发展，优质涂料级高岭土的需求量越来越大。
据统计目前中国铜版纸、白板纸等使用高岭土的纸张总量超过了1000×104t，需要造纸级高岭土100×104t；目前国内造纸用高岭土的年生产能力约50×104t，尚有一部分进口高岭土；预计到今后几年将会有8%的速度发展。
（二）电瓷工业
中国主要电瓷厂有30多家，生产各类高压绝缘子、各类管套、各类避雷器、机电器瓷件等。随着中国水电、核电的大力发展，电瓷行业使用高岭土约15×104t。
（三）建筑及卫生陶瓷业
随着中国城建工业的迅速发展和人民生活水平的提高，装饰行业越来越兴旺，目前生产18.4×108m2的釉面砖、墙地砖和数千万件的卫生洁具，这类产品的生产每年需用高岭土约250×104t。特别是高档陶瓷的釉料对高岭土需求大，质量要求高。龙岩高岭土公司的产品已在制釉业使用，取得了满意的效果。
据轻工陶瓷公司信息，中国是日用陶瓷的主要生产国、使用国和出口国，年需精选高岭土10×104t以上。
（四）建筑涂料
中国涂料工业发展迅速，2006年产量达到500×104t，其中建筑涂料2006年产量150×104t，比2005年增加20%；用高岭土5%～10%，一年用高岭土约12×104t。超细剥片土特别适用于乳胶漆，ICI、立邦等知名油漆品牌生产企业试用茂名高岭土总公司的产品后，纷纷要求供货，供不应求。
（五）塑料工业
中国塑料工业自1958年第一套聚氯乙烯装置建成投产至今已走过50年历史。中国合成树脂从无到有，从小到大，1990年产量达237×104t，“八五”、“九五”两个五年计划又有15套新的乙烯工程建成投产，塑料合成树脂产量达500×104t。但按人均计算，年消费数量很低，与发达国家比尚有较大差距，塑料工业将保持一定发展速度。2006年，塑料制品已达到2800×104t。高岭土在塑料工业中作为功能性填料占有重要地位，它颗粒微细，成片状、管状，能够提高塑料制品的强度、硬度、白度、电绝缘性等；其还具有在塑料膜中提高散射光透过率作用，阻隔红外线，使得其能广泛用于农膜。特别是作为体积填料，它大大降低制品的成本。
（六）其他行业
中国有200多家橡胶厂，年需高岭土约5×104t作为填料。另外，在搪瓷、石油催化剂、分子筛、电子元件、塑料、油漆、涂料、化纤、耐火材料及农药等行业，每年均需用一定量的高岭土，用量逐渐增大；有些部门需用高岭土的超细改性粉。总之，国内高岭土市场需求量愈来愈大。
四、高岭土发展方向
（一）煅烧高岭土工艺的完善
随着国民经济的飞速发展，特别是造纸工业、国家电网改造、通信建设及建筑业的发展，对煅烧高岭土的需求越来越大，要求越来越高。国内造纸、塑料、油漆等行业对煅烧高岭土的需求量为20×104t左右，其中优质煅烧高岭土需求量为10×104t。由于国内优质土产量不足，每年还要从英、美等国进口优质土。
目前国内煅烧高岭土产品虽然达到了顾客的要求，但单位产品投资大，工艺复杂、质量控制难，能耗高。苏州中材非金属矿工业设计研究院已与生产企业共同合作正在新建生产线，该生产线将瞄准世界先进水平，生产更优质的高岭土产品。
（二）高岭土表面改性技术
中国塑料合成树脂产量达500×104t。尽管中国塑料工业已取得显著发展，但按人均计算，年消费数量很低，不足5 kg，与发达国家相比尚有较大差距。近几年已在超细、改性两方面做了大量研究工作，取得了一定的效果，使得矿物填料在塑料制品中的份额占10%以上，有些塑料制品（如打包带）可达50%以上。
茂名等地高岭土白度、细度已达到一定要求，为了在塑料制品中占有更多的份额，并进一步打开塑料行业的市场，表面处理就是最关键的问题。
超细改性高岭土用于橡胶制品有明显的补强性，即更高的抗扯断强度、耐腐性、抗拉伸强度，可以降低生胶含量，以达到降低成本的目的。一般制品经补强，抗撕裂度可提高一倍以上，屈挠次数提高5～6倍。故改性高岭土在橡胶制品中的应用较普及，用以大量替代炭黑和白炭黑。日本占50%，我国目前用量（25～30）×104t。
涂料用填料通称体质颜料，高岭土充填后起骨架作用，具有化学稳定性、耐腐、耐水等特点。通过填充，改善漆膜机械性能，并起耐久、防腐蚀、隔热、消化作用。同时由于价格便宜，降低了成品成本，如部分替代钛白粉，用于公路标线漆、建筑物外用乳胶漆等，使用量为10%左右。
高岭土的表面改性，一般是采用机械改性、化学改性或机械-化学改性，如将高岭土干粉在连续改性机中加表面改性剂高速混合。要取得较好的改性效果，影响因素较多；其关键在于原料准备、工艺设备和表面改性药剂，而其中表面改性药剂是最关键的技术。用于高岭土表面改性的药剂以硅烷偶联剂为佳。
根据我国某高岭土厂生产实践，经表面处理改性后的产品新增产值1000～1500元/t，利润300～500元/t。经济效益显著，市场前景广阔。
（三）高岭土合成4Å分子筛
沸石（也称分子筛）是一种四面体骨架的硅铝酸盐，由于其具有大量孔径均一的微孔和可交换的阳离子，因而具有特殊的吸附、分离和离子交换特点。对洗涤剂而言，需要的是离子交换能力强的4Å沸石。
发达国家已基本限制了含磷洗涤剂的生产，中国也于1993年颁发了《洗涤剂用4 Å沸石》标准，1999年1月1日开始在环太湖流域强制执行禁止生产、销售、使用含磷洗涤剂。预测2010年中国对4 Å分子筛的需求将超过30×104t。
合成4Å沸石有高岭土法、活性白土法和化学合成法，用高岭土合成4Å 沸石是最经济、合理的。因为高岭土与4Å沸石两者硅铝比相同，只要向高岭土加入 Na2O 组分，并使其发生晶形转变即可生成4Å沸石。其工艺为：煅烧→晶化→洗涤→干燥与包装。
产品质量执行QB1768—93，指标如表2。
表2 QB1768—93指标
（四）纳米粘土材料
纳米材料由于空间尺寸进入分子、原子世界，所以其可实现许多奇特性能，如能屏蔽紫外线、电磁波，用于军事、通信、电脑等行业；用纳米粘土添加到冰箱、饮水机，具有抗菌、消毒作用；特别是陶瓷，添加纳米粘土，使其强度提高50倍，用来制造发动机零件。添加纳米矿物材料的塑料，具有强度高，耐热性好，密度低；特别是耐磨性增强，是黄铜的27 倍，钢铁的7 倍；且具有阻燃自熄灭性。纳米塑料被制成管材、汽车机械零件，啤酒、肉类制品的包装材料等。目前，纳米技术产生的营业额已达500亿美元，成为21世纪的代表性技术。
苏州中材非金属矿工业设计研究院所制的Al2O3基的纳米材料已完成了小试，取得了阶段性成果，强度从200～300MPa提高到1200～1300MPa。
（五）增白、降黏技术的进步
近20年来，增白、降黏技术一直是高岭土行业研究的课题之一，并取得了较大的进步。目前白度达到88%，黏浓度达到68%。造纸工业发展迅猛，对高岭土提出了更高的要求，特别是美国高岭土、巴西高岭土进入中国市场，加剧了技术的竞争。“十五”期间科技攻关后，高岭土产品达到白度90%、黏浓度72%的水平。
（六）低温超导磁选技术的应用
中国高岭土资源与美国、巴西等国比较，存在白度低，黏度高的缺陷。兖矿集团北海高岭土公司引进了美国Carpco等公司的低温超导技术和设备，该设备磁感应强度5T，装机容量37 kW，Fe2O3从0.9%降到0.5%以下。
（七）超细浮选技术
高岭土和嵌布杂质的粒度很细，可采用超细浮选技术进行分离。
The Exploitation and Application of Kaolin and Technological Development of Kaolin Industry in China
Cai Jian
（Suzhou Zhongcai Design and Research Institute for Non-metallic Mineral Industry，Suzhou Jiangsu 215004，China）
Abstract：The article describes the history of development of kaolin mining and processing industry in China.Taking the kaolin production in Maoming kaolin producing base in Guangdong province as an example，the article emphatically sets forth the development condition of kaolin industry in China，including kaolin resources，producing and processing，technological characteristics and application of its products.The article makes a comparison between the kaolin production technologies in China and abroad and analyses the development trends of processing technology and exploitation and application of kaolin in China.
Key words：kaolin，exploitation and application，technological development.
高岭土
1高岭土的地质成因
按照高岭土的地质成因，可以将高岭土分为两大类：原生高岭土与次生高岭土。原生高岭土又可以分成热液蚀变型高岭土与风化型高岭土。次生高岭土是由原生高岭土搬运、沉积形成的，是沉积型高岭土。通常，原生高岭的粘度比次生高岭土的粘度要高。例如英国康沃尔高岭土就是原生型高岭土，美国佐治亚州高岭土就是次生.能和化学性能。
2高岭石形态高岭石的形态在很大程度上影响着高岭土的粘度。假六角片状的.高岭土有着较低的粘度，管状高岭石有着较高的粘度。图1是美国高岭土和我国湛江高岭土的扫描电镜图片的对比。可以看出，美国高岭土为假六边形状，边缘较为规整；而湛江高岭土呈现管状。这样.的形态差异，是导致美国高岭土粘度小于湛江高岭土粘度的重要原因之一。与此同时，高岭石的宽厚比值也影响着高岭土的粘度。相关研究表明，高岭土的宽厚比值越大，高岭土的粘度也就越大。导致这种现象的主要原因是在固含量不变的情况下，高岭土的宽厚比值越大，剪切力下颗粒旋转半径也就越大，从而使得粘度也越大。
3高岭石晶体结构
因为不同的高岭石形成的地质条件、地质成因、地质年代各不相同，所以不同的高岭石有着不同的晶体结构有序度。部分高岭石的晶体有序度较高，部分高岭石的晶体有序度较低，部分高岭石则无序。高岭石晶体结构的有序度不同，其粘度也不同。通常x射线衍射法是高岭石晶体结构有序度判断的重要方法，利用hinckley指数计算高岭石的结晶度指数。一般情况下，高岭石结晶度指数大于0.9时，高岭石晶体结构就是有序的。而大量的事实证明，高岭石晶体结构有序度较高，其粘度通常较低；而高岭石晶体结构有序度较低，其
4高岭土加工方法
不同的加工方法也是造成高岭土粘度不同的重要原因之一。磨剥的加工法、煅烧的加工法、机械降粘法等是高岭土加工的几种常用的方法。采用磨剥的加工方法会增加高岭石的粘度。这主要是由于高岭石被磨剥后，增加了颗粒的径/厚比值，进而增加了高岭石的粘度。采用煅烧的加工方法，也会影响高岭土的粘度。有研究指出高岭土的机械降粘法，在制浆时将高岭土固定水的性能加以改善，此方法工艺简单易操作，成本较低，是一种有效的高岭土降粘方法。这种工艺将成为我国造纸涂料的高岭土加工、生产的新途径。
5其他影响因素
除了上述的四种主要的因素影响着高岭土粘度的构成外，高岭石的粒度、矿物组成、ph值、分散剂等均会影响着高岭土粘度的构成。.首先，高岭石的粒度。高岭石颗粒大小、颗粒分布不同，高岭土的粘度也就不同。通常，粒径越小，粘度也越高；粒径适中，颗粒分布均匀，高岭土的粘度就相对较低。超细颗粒过多、颗粒分布不集中，是导致高岭土粘度过高的重要原因。.
其次，矿物组成。开采的高岭土中不但含有高岭石，还含有褐铁矿、黄铁矿、明矾石、云母类矿物、石英、蒙脱石等其他矿物。这些矿物杂质就显著影响高岭土的粘度。例如，涂料级高岭土中如果含有蒙脱石的话，高岭土的粘度就会显著降低。
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