Kaoliini on epämetallinen mineraali, joka on savea ja savikivilajia, jotka koostuvat pääasiassa kaoliniittiryhmän savimineraaleista. Valkoisen ja herkän ulkonäkönsä vuoksi se tunnetaan myös nimellä Baiyun-maa. Se on nimetty Gaolingin kylän mukaan Jingdezhenissä, Jiangxin maakunnassa.
Sen puhdas kaoliini on valkoista, herkkää ja pehmeää koostumukseltaan, ja sillä on hyvät fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten plastisuus ja palonkestävyys. Sen mineraalikoostumus koostuu pääasiassa mineraaleista, kuten kaoliniitista, halloysiitista, hydromikista, illiitistä, montmorilloniitista sekä kvartsista ja maasälvästä. Kaoliinia käytetään laajalti paperinvalmistuksessa, keramiikassa ja tulenkestävissä materiaaleissa, ja sitä seuraavat pinnoitteet, kumitäyteaineet, emalikuljotteet ja valkosementin raaka-aineet. Pieniä määriä sitä käytetään muovissa, maaleissa, pigmenteissä, hiomalaikoissa, kynissä, päivittäiskosmetiikassa, saippuassa, torjunta-aineissa, lääkkeissä, tekstiileissä, öljyssä, kemikaaleissa, rakennusmateriaaleissa, maanpuolustuksessa ja muilla teollisuudenaloilla.
Luonnossa esiintyvän kaoliinin sisältämät mineraalit jaetaan pääasiassa savimineraaleihin ja muihin mineraaleihin. Savimineraaleihin kuuluvat pääasiassa kaoliniittiryhmän mineraalit sekä pieni määrä montmorilloniittia, kiillettä ja kloriittia. Muihin mineraaleihin kuuluvat pääasiassa maasälpä, kvartsi ja hydraatit sekä jotkut rautamineraalit, kuten hematiitti, sideriitti, limoniitti, titaanimineraalit, kuten rutiili, ja orgaaninen aines, kuten kasvikuidut. Kaoliinin suorituskykyyn vaikuttavat pääasiassa savimineraalit.
Kaoliinista on tullut olennainen mineraaliraaka-aine kymmenille teollisuudenaloille, kuten paperinvalmistukseen, keramiikkaan, kumiin, kemianteollisuuteen, pinnoitteisiin, lääkkeisiin ja maanpuolustukseen.
Keraaminen teollisuus on varhaisin ja laajimmin käytetty teollisuudenala kaoliinin käyttöön. Yleinen annostus on 20–30 % kaavasta. Kaoliinin tehtävä keramiikassa on tuoda Al2O3:a, joka on hyödyllinen mulliitin muodostumiselle, parantaen sen kemiallista stabiilisuutta ja sintrauslujuutta. Sintrauksen aikana kaoliini hajoaa mulliitiksi, joka muodostaa kappaleen lujuuden päärungon. Tämä voi estää tuotteen muodonmuutoksia, laajentaa polttolämpötilaa ja antaa kappaleelle myös tietyn valkoisuuden. Samalla kaoliinilla on tietty plastisuus, tarttuvuus, suspensio- ja sidoskyky, mikä antaa posliinimudalle ja lasitteelle hyvän muovattavuuden, mikä tekee keraamisesta muovauskappaleesta hyödyllisen ajoneuvojen koreissa ja saumauksissa, mikä helpottaa sen muovausta. Jos sitä käytetään johdoissa, se voi parantaa eristystä ja vähentää dielektristä häviötä.
Keraamisilla materiaaleilla on tiukat vaatimukset kaoliinin plastisuudelle, tarttuvuudelle, kuivumiskutistumalle, kuivumislujuudelle, sintrautumiskutistumalle, sintrautumisominaisuuksille, palonkestävyydelle ja polton jälkeiselle valkoisuudelle. Myös kemialliset ominaisuudet, erityisesti kromogeenisten alkuaineiden, kuten raudan, titaanin, kuparin, kromin ja mangaanin, läsnäolo, vähentävät polton jälkeistä valkoisuutta ja aiheuttavat tahroja, vaikuttavat aineen kemialliseen ominaisuuksiin.
Kaoliinin hiukkaskokovaatimus on yleensä, että mitä hienompi, sitä parempi, jotta posliinimudalla on hyvä plastisuus ja kuivumislujuus. Valuprosesseissa, jotka vaativat nopeaa valua, kiihdytettyä injektointinopeutta ja kuivumisnopeutta, on kuitenkin tarpeen suurentaa ainesosien hiukkaskokoa. Lisäksi kaoliniitin kiteisyyden ero kaoliinin prosessin suorituskykyyn vaikuttaa merkittävästi. Jos kiteisyys on hyvä, plastisuus ja sitoutumiskyky ovat alhaiset, kuivumiskutistuminen on pieni, sintrauslämpötila on korkea ja epäpuhtauspitoisuus on myös pienempi. Päinvastoin, sen plastisuus on suurempi, kuivumiskutistuminen on suurempi, sintrauslämpötila on alhaisempi ja vastaava epäpuhtauspitoisuus on myös korkeampi.
Julkaisun aika: 20.11.2023

