高岭石矿物理论化学式为什么

1. 高岭土（Kaoline）

一、概述

高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土或粘土岩。高岭石族粘土矿物包括高岭石、埃洛石、地开石、珍珠陶土等。高岭土的矿石类型按外貌可分为土状高岭土和块状高岭土。按主要粘土矿物成分分为高岭石块状高岭土和埃洛石块状高岭土。按其质地、塑性和砂质含量分为三种，即硬质高岭土：质硬、无可塑性，细磨后具可塑性；软质高岭土：质软、可塑性较强，砂质含量小于50%；砂质高岭土：质松散、可塑性弱，砂质含量大于50%。高岭土因具有许多优良的工艺性能，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料和化工、农药、医药、纺织、石油、建材、国防等领域。

二、矿物性质

高岭石的化学式为Al₄［Si₄O₁₀］（OH）₈，理论化学成分为：Al₂O₃ 39.5%，SiO₂ 46.54%，H₂O 13.96%。单斜或三斜晶系，粒度细小，通常在0.2～5μm之间。纯净者呈白色，光泽暗淡，土状光泽或无光泽，硬度接近于1。易成粉末，潮湿时具可塑性，密度2.6g/cm³左右。通常，高岭石粒度分布在2～0.25μm之间；埃洛石2～0.062μm之间；蒙脱石为2～0.25μm和0.125～ ＜0.062μm两级；水云母在各粒级均有分布。Fe₂O₃、TiO₂、MnO、有机质及稀有元素对高岭土的白度有影响。高岭土泥浆性能稳定、粒度细、悬浮性能好，细度、厚比系数越高（即径厚比），触变性越大。高岭土的离子交换性与矿物的种类有关。一般阳离子交换容量3～15 m mol，阴离子交换容量为7～20 m mol。按照可塑性指数，高岭土及其泥料的可塑性分强塑性（＞15）、中塑性（7～15）、弱塑性（1～7）、非塑性（＜1）四个级别。高岭土的耐火度一般为1700℃，属于一般耐火粘土，优质高岭土耐火度达1800℃。

三、用途

高岭土以其洁白的基色，高度的分散性和可塑性，很高的电阻和耐火度，良好的吸附性、烧结性、离子交换性和物化稳定性，广泛应用于许多工业部门，成为国民经济中的重要矿产资源之一。

1）陶瓷工业：由于高岭土的可塑性、黏结性、悬浮性和结合能力，陶瓷泥坯有利于车坯及注浆，便于成形。

2）造纸工业：用作涂料和填料，可以提高纸张的覆盖性能、涂布光泽性能，增加纸张的白度、不透明度、光滑度及印刷适应性。

3）耐火材料工业：用来生产耐火材料，其制品具有抵抗高温不变形的能力。

4）橡胶工业：用作填料，可提高橡胶制品的机械强度，增强耐磨性和化学稳定性，延缓橡胶的硬化时间。

5）油漆工业：主要用作充填物和色料替代物。

6）塑料工业：作为填料使产品表面光滑、减少热裂和收缩，有利于抛光、尺寸的精确度、耐化学腐蚀性等。

7）搪瓷工业：在珐琅釉中加入高岭土，使珐琅釉层经煅烧后与铁质坯体牢固结合。

8）环境方面：可用于化工和生活用水的过滤，去除水中重金属阳离子污染物，吸附废水中的NH^3--N、

等。同时还可用于大气污染的净化和土壤的自净。

9）制造池窑玻璃纤维：含铁低的高岭土用于玻璃纤维制造业，提供铝和硅的来源，还能使其光泽黯淡。

10）其他用途：高岭土还可用于生产白水泥、聚合铝，低铁、硫的高岭土可在催化剂生产中应用。此外，在化肥、农药、化妆品等方面有广泛的应用。

四、地质特征

高岭土矿床广泛分布于热液蚀变、风化和沉积的岩石中。根据高岭土矿床的成矿地质特征和成矿作用，高岭土矿床一般划分为风化型、热液蚀变型和沉积型。

（一）风化型高岭土矿床

分风化残积型高岭土矿床和风化淋积型高岭土矿床两个亚类。

1.风化残积型高岭土矿床

风化残积型高岭土，是富含铝硅酸盐矿物的岩石经强烈的化学风化作用，在原地残积而成的。矿体呈帽状、似层状、槽状、透镜状、囊状、楔状、脉状等，产于潜水滞流带上部。矿床具有明显的垂直分带，自上而下包括全风化带、半风化带、微风化带至新鲜岩石。湖南衡阳界牌高岭土矿床是该类型的典型矿床。

湖南衡阳界牌高岭土矿床处在衡阳县与衡山县交界的地区，位于燕山早期白石峰二云母花岗岩与前震旦系板溪群五强溪组凝灰质板岩、泥质粉砂岩的接触带上，见有条纹条带状钠化混合岩、绢云母斜长片麻岩、白云母片岩、石英钠长岩，并有伟晶岩脉穿插，这些遭受了蚀变的岩石，又遭受了强烈的风化，具有明显的风化壳垂直分带，形成了巨大的高岭土矿床。高岭土主要是母岩中各种长石经风化的高岭土化的产物，部分是由白云母转化而成的。矿物成分以高岭石、埃洛石、伊利石为主。矿体呈似层状产出，走向北东，倾向北西，倾角30°～40°。矿体厚度为25～30 m，沿倾向延伸70～150 m。逐渐呈楔形尖灭。底板为钠化混合岩，顶板为石英岩。矿体内常见板岩、千枚岩、片岩等残留体。优质界牌高岭土的化学成分见表2-40-1。

图2-40-1 中国主要高岭土矿区分布示意图

风化残积型高岭土矿床在南方广泛分布。成矿时代较新，主要形成于新近纪上新世—第四纪，风化淋积型高岭土矿床产于二叠系乐平统龙潭煤系和早二叠世阳新统茅口灰岩的岩溶侵蚀面之间。热液蚀变型高岭土矿床在东部主要与中生代中—晚期火山活动有关。大多数矿床赋存于侏罗系上统的火山岩中。碎屑建造沉积型高岭土矿床多属古近纪、新近纪或第四纪河、湖、海湾沉积，它们多沉积于断陷盆地、河谷洼地或邻近的海湾。含煤建造沉积型高岭土矿床分布在石炭纪—二叠纪煤系地层中。

六、可供资源

截止2005年底，全国共有高岭土矿产地232处，主要集中在广东、陕西、福建、广西、江西、湖南、江苏等省区。全国查明资源储量182995×10⁴t，其中广东省查明资源储量占全国查明资源储量的29.63%；陕西查明资源储量占全国查明资源储量的24.54%；福建查明资源储量占全国查明资源储量的10.96%；广西查明资源储量占全国查明资源储量的7.83%。我国主要高岭土矿区高岭土查明资源储量分布情况见表2-40-2。

表2-40-2 中国主要高岭土矿区查明资源储量的分布

（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）