Kaolinas (kaolinitas) – apibrėžimas, cheminė sudėtis ir panaudojimas

Kaolinas (kaolinitas) – kas tai, cheminė formulė Al2Si2O5(OH)4, savybės ir panaudojimas: keramika, popierius, kosmetika, stomatologija ir pramonės taikymas.

Kaolinitas arba kaolinas yra molio mineralas, plačiai paplitęs ir plačiai naudojamas pramonėje. Jis priklauso grupei, kurios cheminė sudėtis yra Al2Si2O5(OH)₄. Tai sluoksniuotas silikatinis mineralas, kurio vienas tetraedrinis lakštas per deguonies atomus sujungtas su vienu oktaedriniu aliuminio oksido lakštu. Uolienos, kuriose gausu kaolinito, vadinamos kaolinu arba porcelianiniu moliu.

Pavadinimas ir istorija

Pavadinimas kilęs iš Kao-Lingo kaimo, esančio netoli Jingdezheno, Jiangxi provincijoje, Kinijoje. Pavadinimas į anglų kalbą pateko 1727 m. iš prancūziškojo kaolin, kuris buvo vartojamas jėzuitų kunigo ataskaitose iš Jingdezhen. Afrikoje kaolinas kartais vadinamas kalaba arba kalaba.

Formavimosi procesas ir įvykiai

Kaolinitas susidaro cheminių transformacijų (kaolinėjimo) metu, kai intensyvaus cheminio oro ir vandens poveikio sąlygomis aliuminio turintys silikatų mineralai, toki kaip feldšpatas, palaipsniui skyla ir pertvarkomi į kaolinitą. Šis procesas dažniausiai vyksta drėgnuose, šiltuose klimatuose arba hidroterminėse zonose. Daugelyje pasaulio vietų geležies oksidas jį nuspalvina rausvai-oranžiniu-raudonu atspalviu, suteikdamas jam ryškų rūdžių atspalvį; mažesnės geležies koncentracijos lemia baltą, geltoną arba šviesiai oranžinę spalvą. Kartais aptinkami pakaitinių sluoksnių pavidalai, kaip Providenso kanjono valstybiniame parke Džordžijos valstijoje, Jungtinėse Amerikos Valstijose.

Fizinės ir cheminės savybės

Kaolinitas yra minkštas, žemiškas, paprastai baltas mineralas (dioktaedrinis filosilikatinis molis). Jis pasižymi keliomis svarbiomis savybėmis:

• Mažas katijonų mainų gebumas (CEC) – kaolinitas turi žemesnę jonų adsorbcijos talpą nei kitų molių grupių atstovai (pvz., smektitai).
• Mažas susitraukimas ir mažas išsiplėtimas džiovinant ar drėkinant, todėl keramikos gamyboje jis stabilus formoms ir mažiau plyšta.
• Gerai suskaidomas į plokščius mikroskopinius lamelius; mikroskopinė struktūra lemia slydimą tarp sluoksnių ir suteikia tam tikrą plastingumą, bet mažesnį nei smektitų.
• Aukšta balta spalva ir maža organinių priemaišų koncentracija komerciniams pasirinkimams yra pageidaujama ypač porceliano ir dažų pramonėje.
• Terminis stabilumas: dehidratuojant aukštesnėje temperatūroje struktūra keičiasi (dezhidracija), o deginant aukštose temperatūrose keičiasi porceliano savybės ir keramika sinterizuojasi.

Panaudojimas

Dėl savo savybių kaolinas turi labai plačią pritaikymo sritį. Pagrindinės panaudojimo sritys:

• Keramika ir porcelianas: kaolinas yra pagrindinė porceliano sudedamoji dalis, suteikianti baltumą, plastingumą formų formavime ir reikalingą struktūrą degimo metu.
• Popieriaus pramonė: naudojamas kaip užpildas ir paviršiaus kravanas (coating) – pagerina popieriaus baltumą, paviršiaus glotnumą ir rašalo absorbciją.
• Dažai ir lakai: kaip pigmentų užpildas ir klampumo reguliatorius, gerina dengiamumą bei stabilumą.
• Gumos ir plastiko pramonė: kaip užpildas, didinantis mechaninį atsparumą ir keičiantis kainos ir savybių santykį.
• Medicina ir kosmetika: naudojamas odos priežiūros produktuose, pudrose, dantų pastose ir kai kuriose farmacinėse formulėse dėl adsorbcinių savybių ir švelnaus poveikio odai.
• Žemės ūkis ir ekologija: kaip dirvožemio priedas arba priedas augalų apsaugos priemonėms; taip pat pritaikomas vandenų valyme kaip adsorbentas.
• Kitos pramonės šakos: lydmetaliai, filtracija, abrazyvai, cementas ir kitos cheminės gamybos medžiagos.

Gamyba, perdirbimas ir formos

Komercinės kaolino rūšys tiekiamos ir gabenamos keliais būdais: kaip sausi milteliai, pusiau sausi makaronai arba skysta suspensija. Prieš naudojimą dažnai atliekamas plovimas, klasifikavimas, balinimas (jei reikia pašalinti geležies priemaišas) ir džiovinimas. Kokybė (dydis, balta spalva, mineralinė sudėtis) lemia konkrečią paskirtį: aukštos kokybės kaolinas – porcelianui ir popieriui, mažesnės kokybės – užpildams ir žemės ūkio reikmėms.

Sauga ir aplinka

Kaolinas laikomas palyginti saugiu mineralu, todėl jis plačiai naudojamas ir medicinoje, ir kosmetikoje. Tačiau gamybos metu susidarantis smulkus įkvėpiamas dulkes reikėtų kontroliuoti: ilgalaikis dulkių įkvėpimas gali sukelti kvėpavimo takų dirginimą, o jei kaolinas turi priemaišų kristalinio kvarco, yra rizika silikozės. Pramoniniuose procesuose taikomos darbuotojų apsaugos priemonės, dulkėms mažinti naudojami filtrai ir drėkinimo sistemos. Kalbant apie aplinką – išgavimo vietose svarbu valdyti eroziją, atkūrimą ir vandens taršos mažinimą.

Santrauka

Kaolinitas yra svarbus ir universaliai pritaikomas molio mineralas, kurio pagrindinės savybės – cheminė stabilumas, balta spalva ir žema katijonų mainų geba – lemia plačią panaudojamų sričių spektrą: nuo aukštos kokybės porceliano iki popieriaus, dažų, gumos ir kosmetikos pramonės. Jo kilmė, formavimasis natūraliose sąlygose ir įvairūs apdorojimo būdai nulemia galutinę kokybę ir paskirtį.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra kaolinitas?

K: Iš kur kilo kaolino pavadinimas?

K: Kokios spalvos paprastai būna kaolinitas?

K: Kaip tiekiamas ir gabenamas kaolinitas?

K: Kuo kaolinitas idealiai tinka įvairioms pramoninėms reikmėms?

K: Kuriose kitose pasaulio dalyse kaolinas vadinamas kitaip?

Paieška pagal raidę