Ti組分一般以金紅石、銳鈦礦、鈦鐵礦等礦物形式存在,且為不活動組分,在高嶺土中,Fe的含最主要取決於成礦原岩的組分,然而,在搬運過程中,礦物有時會有不同程度的富集,從而導致沉積礦床中的鈦礦物含量較高,廣東沿海地區高嶺土礦床自然白度的研究表明,白度主要和礦石中的Fe203含量有關,兩者成正比關係,與Ti含量的關係不明顯。但是,在精礦漂白加工處理過程中,Ti02的含量往往會影響其可漂性,Ti02含量越高,可漂性越差,對於大多數高嶺土礦床來說,礦石總體的自然白度一般均不能完全達到高檔紙塗料的要求,因此,礦石的漂白加工工藝對提高精礦白度,保證產品質量就至關重要了,廣東沿海地區高嶺土礦床中,礦石自然白度平均超過82%的不多,除坦塘、大坡外,大多數礦床的自然白度平均低於80%。一般風化殘積型高嶺土礦床的自然白度平均高於沉積型高嶺土礦床。主要原因是後者1、們含量較高,同時,沉積期間大量有機物的摻入也影響了沉積高嶺土的白度,但是,風化殘積型高嶺土的白度分布並不均勻,往往在風化強烈處,即在礦床的中上部,白度高,甚至可超過80%,在礦體下部或靠近地表處,白度明顯下降,這就使開采工程複雜化,因此,對風化殘積型高嶺土礦床進行分級開采,是提高礦石利用率和經濟價值的有效途徑。

值得提出的是,沉積型高嶺土礦床中的沉積風化亞類礦床(如茂名高嶺土礦床、由於經曆了沉積、風化的雙重成礦作用,使其獲得了兩類礦床各自擁有的優點,如沉積型礦床礦石的細粒度,片狀高嶺石為主的礦物形態,礦床規模大,分布穩定;風化殘積型礦床的高白度、Fe組分等,使其具有明顯優於其他礦床的加工工藝特性而成為優質的造紙塗料級高嶺土原料。

三、高嶺土的粘度

影響高嶺土泥漿粘度的因素很多,目前研究的結果表明,塗料的粒度組成,礦物形態,礦物種類對泥漿粘度都有一定程度的影響,粒度組成適中,粒度中數在0.5—5um之間,往往泥漿性能好。粒度偏細,則粘度增加,片狀高嶺石一般比管狀埃洛石的泥漿性能好,主要是因為細小的管狀埃洛石較易產生絮凝作用使泥漿增稠,而泥漿中含有較多的伊利石或蒙脫石時,粘度也會明顯增加;因為這兩種礦物屬2:1型層狀矽酸鹽,層間含有陽離子,層電荷不平衡,混在泥漿中也易產生絮凝作用,從所研究的高嶺土礦床來看,粘度較低的礦床主要是沉積型礦床中砂性高嶺土礦層,如茂名高嶺土礦床,廉江龍頭沙高嶺土礦的上礦層,其主要特點是粒度分布適中,由結晶較好的片狀高嶺石組成,不含埃洛石,伊利石含量也很低,

這些正是造成其粘度較低的有利因素,風化殘積型高嶺土礦床當基本上以高嶺石為主時,粘度也較低,如高州沙田、化州大坡、廉江坦塘、湛江山岱等高嶺土礦床,當含較多的管狀埃洛石時,一般粘度較高,主要原因也是細粒部分埃洛石富集,含有一定量的伊利石或蒙脫石所至。在以高嶺石為主的礦床中,高嶺石的有序度往往對泥漿的粘度起控製作用,一般來說高嶺石的有序度越高,泥漿粘度就越低,如茂名高嶺土礦和廉江高嶺土礦的上礦層,根據X射線衍射分析,高嶺石具明顯的三斜晶係特征,其結晶度指數一般均位於1.3—1.4之間,屬有序度較高的IT型高嶺石,這種高嶺石外形常呈完好的六方片狀,邊緣完整,不帶或很少有電荷,因此,在水溶液中不易產生絮凝作用,這是有序度高的高嶺石泥漿粘度低的主要原因。

反之,高嶺石有序度降低,即b軸出現無序特征,晶形將會變得不規則。由於高嶺石晶體邊緣的玻鍵增加,使局部電荷產生不平衡,在水溶液中就很易產生程度不同的絮凝作用,從而降低高嶺石的分散性,使粘度明顯增加,如廉江高嶺土中的下礦層和淸遠沉積型高嶺土,高嶺石由於搬運作用而出現邊緣磨損現象,晶形變得不完整,X射線衍射發現,高嶺石的;反射明顯減少,結晶度指數一般都<1,屬於b軸無序高嶺石,其泥漿粘度明顯降低;然而,粘度本身並非一成不變,風化殘積型高嶺土礦床如沙尾高嶺土礦,台山玉環高嶺土礦,隻要經過合理的加工處理,尤其將較粗粒級的高嶺石疊片集合體剝離成<2/km的芯片,粘度是完全可以降低的。

四、高嶺土的製瓷工藝性能

高嶺土是製瓷的主要原料之一,大量應用於電瓷、建築陶瓷、工業瓷、無線電瓷和日用瓷等工業領域,根據製瓷產品的要求其加入量不同(15—50%)。廣高嶺土作為製瓷原料,在瓷器中所起的作用,關鍵取決於礦物組成、化學成分和粒度組成,以此來控製原料的可塑性和結合性,製瓷過程中的有害雜質仍然是Fe和Ti,Fe203的存在會降低高嶺土的熔點,並使坯體帶色,還能影響製品的電絕緣性能,TiO2的存在也能使坯體帶色,影響瓷胎的燒後白度,Ti、Fe含量愈高,瓷胎的燒後白度就愈低,此外,TiO2作為熔劑還能降低燒結強度,影響製品的電絕緣性能,廣東沿海地區風化殘積型高嶺土礦床在礦物組成上以高嶺石,埃洛石和石英為主,含少量伊利石和長石。化學組成Fe203,TiO2較低(如沙尾、大坡、山岱等、是製瓷的理想原料,目前已廣泛應用於製瓷領域,並作為高檔陶瓷原料出口。部分沉積型高嶺土礦床由於Fe203、TiO2含量較高,使瓷坯燒後白度偏低,可塑性、結合性僅屬中等,隻能作為中低檔的陶瓷原料和其它原料搭配使作。如廉江龍頭砂高嶺土礦下礦層和茂名高嶺土礦層中的粘土夾層等。

綜上所述,廣東沿海地區高嶺土礦床的工業應用前景是相當樂觀的。各種研究試驗證明,茂名高嶺土礦<2um的精選產品可以作為高檔的造紙刮刀塗料應用,相應的係列產品,<320目精礦產品,可以用於造紙填料、石油催化裂化用的催化劑、橡膠填料;<200目產品可用作建築陶瓷和日用瓷,選礦的尾砂可作為石英平板玻璃原料,經過鍛燒後的精礦產品可以代替鈦白粉用於塗料工業。

廉江龍頭砂高嶺土礦的上礦層可作為高檔的造紙刮刀塗料應用。選礦殘留的石英砂經過加工處理可以作為粉石英產品生產,下礦層作為中檔的造紙氣刀塗料和造紙填料,對美國出口潛力巨大。

大坡、坦塘高嶺土礦自然白度高,在國內外也較罕見,除了可作為高檔的造紙氣刀塗料和造紙填料遠銷國外,還可和低粘度的高嶺土配用而生產出高白度的高檔造紙刮刀塗料,這在國際上也具有很強的競爭力,作為高檔陶瓷原料,已引起國內各陶瓷廠和瓷土加工廠的注意,並作為配料來增加自己產品的競爭力。

湛江山岱、台山玉環高嶺土礦床,作為造紙刮刀和氣刀塗料應用的前景也較明朗,高州沙田、惠陽沙尾高嶺土礦經過選礦加工,剝片處理以後作為刮刀塗料使用的前景仍很樂觀,這些高嶺土礦作為高檔的陶瓷原料早就開始應用。

目前,橡膠和塑料工業的發展迅速,高嶺土作為填充料在橡膠和塑料工業中的應用範圍越來越廣,所占比例不斷擴大,廣東沿海地區大部分風化殘積型離嶺土礦床,<320目的選礦產品,基本上能滿足樣膠和塑料工業的質量要求,應用前景廣闊。

總之,就全國範圍來說,廣東沿海地區高嶺土礦產資源豐富。礦床類型也較齊全,尤其是沉積風化型高嶺土礦床在造紙刮刀塗料應用上的突破,為今後在全國範圍內尋找類似的優質礦床提供了先例,可以預料,今後幾年內,在廣東以及全國範圍內,優質高嶺土的工業應用領域將會不斷擴大,優質離嶺土的找礦工作也將會有更大的突破。