Каолин
Общие сведения
Каолин представляет собой горную породу, основу которой составляет минерал каолинит. По химическому составу каолинит является водным силикатом алюминия и содержит примерно 40 процентов оксида алюминия, 46 процентов оксида кремния и воду. Название материала происходит от китайского топонима Гаолин, что переводится как высокие горы. Именно там впервые были обнаружены залежи этой породы. Каолинит входит в состав различных глин, при этом каолином называют преимущественно белую глину, в которой концентрация данного минерала максимальна. Образование каолина связано с процессом каолинизации, представляющим собой выветривание минералов, содержащих глинозем, таких как полевой шпат и слюда.
Свойства и характеристики
Кристаллическая структура каолинита основана на бесконечных слоях, состоящих из кремнекислородных тетраэдров. Эти тетраэдры имеют три общих атома кислорода и соединяются через свободные вершины атомами алюминия и гидроксильными группами. Связи внутри одного листа отличаются высокой прочностью, в то время как между слоями они значительно слабее, что обуславливает слоистое строение минерала. Слои могут накладываться друг на друга различными способами. Каолин обладает высокой огнеупорностью и не набухает в воде благодаря наличию водородных связей между слоями. Твердость по минералогической шкале составляет единицу. При нагревании примерно до 500 градусов Цельсия каолинит теряет воду, а при 1000 градусов разлагается с образованием керамического материала силлиманита. В чистом виде каолин имеет низкую пластичность, однако сам минерал каолинит обладает хорошими пластичными свойствами. В природе встречаются различные разновидности минерала. Подзолит обнаруживается в подзолистых почвах. Галлуазит и милин являются другими формами, при этом милин представляет собой отвердевший каолинит, который по внешнему виду напоминает извилины мозга и может иметь разнообразную окраску. Также выделяют червеобразный каолинит, отличающийся большей мягкостью по сравнению с основной формой.
Нахождение в природе
В естественных условиях каолин образует землистые массы. Месторождения этой горной породы распространены во многих регионах. На территории Украины залежи присутствуют в Кировоградской, Винницкой, Днепропетровской, Запорожской, Житомирской и Черкасской областях. В Казахстане месторождения белой глины расположены в Акмолинской области. В Российской Федерации крупные месторождения находятся в Челябинской и Оренбургской областях. Основное производство каолина в России сосредоточено в Уральском федеральном округе.
Получение
Каолин формируется естественным путем в результате выветривания гранитов и иных горных пород, содержащих полевые шпаты. Такие образования классифицируются как первичные каолины. Для последующего промышленного использования сырье проходит стадию обогащения. В процессе обогащения из породы удаляются различные вредные примеси, включая сульфиды железа и титана. Очищенный материал направляется на дальнейшую переработку.
Применение
Обогащенный каолин широко востребован в качестве сырья для производства фарфора, фаянса, электротехнической керамики и огнеупорного кирпича. Из этого материала также производят ультрамарин. Каолин активно используется как наполнитель при изготовлении мелованной бумаги, резины и пластмасс. В химической промышленности он входит в состав пестицидов. Государственная фармакопея классифицирует каолин как адсорбент, обладающий обволакивающими и поглощающими свойствами, что позволяет применять его для создания медицинских сорбентов. Кроме того, белая глина используется в качестве пищевой добавки, компонента зубных паст и косметической продукции.