Caolinita
La caolinita es un producto de alteración natural del feldespato y otros minerales silicatados. Es un silicato de aluminio hidratado. También incluye dikaita, perlita, haloisita y alofano con composición similar pero de naturaleza amorfa, por lo que se le llama mineral arcilloso. La caolinita es un bloque denso o suelto, generalmente de color blanco o beige si contiene impurezas. La caolinita se convierte en caolín por erosión o sedimentación, y el caolín es una materia prima para la fabricación de cerámica. Además, el caolín también se puede utilizar como carga química, materiales refractarios, materiales de construcción, etc., y tiene una amplia gama de usos. Hay una aldea de Kaoling en Jingdezhen, provincia de Jiangxi, China. Es rica en arcilla de caolín, de ahí el nombre. A finales de la dinastía Ming, esta mina se extraía en Gaoling Village, Jingdezhen. Más tarde, el geólogo alemán Richthofen la introdujo en la comunidad mineralógica mundial y transliteró la palabra caolín como "caolín".
La caolinita es un mineral arcilloso con una composición química de Al4[Si4O10]·(OH)8. El cristal es un mineral de silicato estratificado del sistema triclínico. En su mayoría son agregados masivos sueltos, criptocristalinos, en polvo dispersos y. Blanco o gris claro, verde claro, amarillo claro, rojo claro y otros colores, con vetas blancas y brillo terroso. Dureza de Mohs 2-2,5, gravedad específica 2,6-2,63. Tiene una fuerte absorción de agua, tiene plasticidad con el agua, es pegajoso a la lengua y tiene una sensación áspera cuando la tierra seca se aglomera.
La caolinita es el principal mineral que forma la arcilla caolín y se encuentra comúnmente en la corteza erosionada de rocas ígneas y rocas metamórficas. Las famosas zonas productoras de caolinita en China incluyen Jingdezhen en Jiangxi, Suzhou en Jiangsu, Tangshan en Hebei y Liling en Hunan. Otras zonas productoras famosas en el mundo incluyen Cornwall y Devon en el Reino Unido, Irie en Francia y Georgia en los Estados Unidos. La caolinita es la principal materia prima de la cerámica y también se utiliza mucho en otras industrias.
[Química Cristalina] Composición teórica (wB%): Al2O3 41,2, SiO2 48,0, H2O 10,8. La composición suele ser relativamente simple, con sólo una pequeña cantidad de Mg, Fe, Cr, Cu, etc. reemplazando al Al en el octaedro. Las cantidades de Al y Fe que reemplazan al Si suelen ser muy bajas. Los elementos de metales alcalinos y alcalinotérreos son en su mayoría mezclas mecánicas. Debido al desequilibrio de los enlaces químicos en los bordes de la red, puede ocurrir una pequeña cantidad de intercambio catiónico.
[Estructura y Morfología] Sistema cristalino triclínico, a0=0.514nm, b0=0.893nm, c0=0.737nm, α=91.8, β=104.7, γ=90; La estructura es de tipo TO, es decir, las capas de la unidad estructural se apilan a lo largo del eje c conectando láminas tetraédricas de silicio-oxígeno y láminas octaédricas de "hidróxido de aluminita". No hay cationes ni moléculas de agua entre las capas y los fuertes enlaces de hidrógeno (O-OH=0,289 nm) fortalecen la conexión entre las capas estructurales.
En la estructura real, debido a la deformación y tamaño de la lámina de "aluminita" (a0=0.506nm, b0=0.862nm) y al tamaño de la lámina del tetraedro de silicio-oxígeno (a0=0.514nm , b0= 0,893 nm) no son exactamente iguales, por lo que los tetraedros en las láminas tetraédricas deben sufrir una ligera rotación relativa y deformación para adaptarse a las láminas de "aluminita" deformadas. El método de apilamiento de capas estructurales en caolinita es que las capas estructurales adyacentes están escalonadas 1/3a a lo largo del eje a y giran en diferentes ángulos. Por tanto, existen diferentes politipos de caolinita. El politipo más común es el 1Tc, seguido de la dickita y la nacrita, mientras que el politipo 1M es raro. Comúnmente conocida como caolinita se refiere a caolinita 1Tc.
Durante el proceso de apilamiento de las capas estructurales de caolinita mencionadas anteriormente, si se llena una capa de moléculas de agua en el dominio de la capa intermedia, se formará haloisita Al4[Si4O10](OH)8?6?14H2O. En la estructura cristalina de la haloisita, debido a la existencia de moléculas de agua entre capas, el fuerte sistema de enlaces de hidrógeno original se destruye, y la diferencia entre las láminas tetraédricas de silicio-oxígeno y las láminas de "aluminita" se puede superar mediante rizado, de modo que la haloisita Aparece en forma de una capa de unidad estructural rizada con láminas tetraédricas en el exterior y láminas octaédricas en el interior. Por lo tanto, la estructura de la halloysita puede considerarse como una estructura de caolinita separada por capas de moléculas de agua, c0 = 1,01 nm.
La mayoría de ellos son bloques densos criptocristalinos o agregados similares al suelo. Bajo el microscopio electrónico, aparece como cristales en escamas euhédricos hexagonales en forma de placa, semieuédricos o de otras formas. El tamaño de la escala es generalmente de 0,2 ~ 5 μm y el espesor es de 0,05 ~ 2 μm. Las escamas de caolinita 2M1 con alto grado de orden pueden alcanzar 0,1 ~ 0,5 mm, y las escamas de caolinita 2M2 con el orden más alto pueden alcanzar 5 mm. Los agregados suelen presentarse en forma de escamas, escamas, radiales, etc.
[Propiedades físicas y químicas] Blanco puro, se puede teñir de otros colores debido a las impurezas. El brillo del agregado es opaco o ceroso. Tiene una escisión extremadamente completa, una dureza de 2,0 a 3,5 y una densidad relativa de 2,60 a 2,63. El bloque denso tiene un tacto áspero, absorbe agua cuando está seco y es plástico cuando está mojado, pero no se hincha cuando se agrega agua.
Bajo polarizador: incoloro. Escamas delgadas. Cristal biaxial (-). 2V=10~57?8?3. Np=1,560~1,570, Nm=1,559~1,569, Np=1,533~1,565.
[Ocurrencia y combinación] La caolinita está ampliamente distribuida y es principalmente un producto de silicato rico en aluminio a través de la meteorización o metasomatismo por fluidos hidrotermales de baja temperatura en condiciones de medio ácido.
Bajo la acción de los fluidos hidrotermales a baja temperatura, cuando soluciones acuosas ácidas que contienen CO2 actúan sobre aluminosilicatos y silicatos libres de álcalis, puede producirse caolinización, siendo la caolinita formada frecuentemente feldespato, mica, topacio, etc. son falsos.
[Características de identificación] La masa densa parecida a la tierra se tritura fácilmente hasta convertirla en polvo y se vuelve pegajosa, se vuelve plástica cuando se agrega agua y pierde humedad después de calentarse en un tubo de ensayo cerrado. Después de quemarse, reacciona con nitrato de cobalto para producir una reacción azul (Al). La caolinita y sus politipos se pueden distinguir mediante difracción de rayos X y análisis térmico. La diferencia entre halloysita y caolinita es que existe un efecto endotérmico obvio en el rango de 100 ~ 200 ℃, lo que equivale a eliminar el agua entre capas.
[Aplicación industrial] Además de usarse como materia prima cerámica, materia prima para fabricación de papel, rellenos de caucho y plástico, materia prima de material refractario, etc., la arcilla caolinita también se puede usar para sintetizar tamices moleculares de zeolita y Rellenos para productos químicos de uso diario.