El caolín, llamado así por la aldea Gaoling en Jingdezhen, Jiangxi, China, es la materia prima fundamental de la cerámica. Su componente principal es la caolinita (fórmula química Al₂[(OH)₄/Si₂O₅]), y se forma mediante la meteorización de minerales de silicato como el feldespato. El caolín tiene una textura fina y blanca, con plasticidad y resistencia al fuego. De la "fórmula binaria" que revolucionó la tecnología cerámica en... Dinastía Song Desde su aplicación en la fabricación de papel moderno, la industria química y los materiales aeroespaciales, el caolín siempre ha sido el “campeón oculto” de la industria.
Seis características tecnológicas del caolín
1. Blancura y brillo: determinan su pureza de color.
Blancura natural: Blancura después del secado a 105°C. Impurezas (como Fe₂O₃ y MnO₂) hará que parezca amarillo, marrón.
Blancura calcinada: La blancura tras la calcinación a 1300 °C afecta directamente el brillo de la cerámica y los recubrimientos. La blancura del caolín de alta calidad tras la calcinación puede ser > 90%.
Brillo: Reflectividad bajo una longitud de onda de 4570Å, lo que es particularmente importante en la industria de fabricación de papel.
2. Distribución del tamaño de partículas: el “estándar de oro” para aplicaciones industriales
Cuanto más finas sean las partículas, mayor será la plasticidad y la suspensión. Por ejemplo, en Estados Unidos se exige que más del 90% de las partículas de caolín utilizadas en recubrimientos sean <2 μm.
3. Plasticidad: La “magia” del moldeo cerámico
El índice de plasticidad (diferencia de contenido de humedad entre el límite líquido y el límite plástico) y el índice de resistencia a la deformación son los parámetros fundamentales. El caolín de alta plasticidad (índice > 15) se moldea fácilmente y no es propenso a agrietarse.
4. Adhesión y viscosidad: El “adhesivo” de las fórmulas industriales
La adhesión se refiere a la resistencia tras la mezcla con materiales no plásticos (como la arena de cuarzo). Cuanto mayor sea el contenido de arena, más fuerte será la adhesión.
Viscosidad Afecta la fluidez de la lechada. Los recubrimientos para la fabricación de papel requieren una viscosidad de hasta 0,5 Pa·s (recubrimiento a baja velocidad).
5. Rendimiento de secado y sinterización: la transformación de arcilla a porcelana
Contracción por secado: La tasa de contracción lineal es de 3% a 10%. Una contracción excesiva puede causar fácilmente el agrietamiento del cuerpo cerámico.
Refractariedad: La refractariedad del caolín puro puede alcanzar los 1700 ℃ y las impurezas reducirán significativamente su resistencia a altas temperaturas.
6. Adsorción y aislamiento: potencial para aplicaciones transfronterizas
El caolín tiene una capacidad débil para absorber iones, pero después de su modificación, se puede utilizar en campos de protección ambiental (como el tratamiento de aguas residuales).
La principal aplicación del caolín
— Industria cerámica (representa aproximadamente 40%)
La porcelana de uso diario, la cerámica de construcción y la porcelana eléctrica dependen de las propiedades de moldeo y de la resistencia a altas temperaturas del caolín.
— Industrias de fabricación de papel y recubrimientos (que representan aproximadamente 30%)
Como relleno y recubrimiento, el caolín puede mejorar el brillo y la suavidad del papel.
— Materiales refractarios
Los materiales refractarios, como los ladrillos refractarios y el crisol, deben soportar altas temperaturas superiores a 1600 °C, y el caolín es la materia prima principal.
— Campo de nuevos materiales
El caolín modificado se utiliza para reforzar el caucho y rellenar plásticos, y el nanocaolín se utiliza en biomedicina.
En aplicaciones prácticas, cuando el caolín se utiliza en campos de alta tecnología, como la fabricación de papel y la cerámica de alto rendimiento, es necesario molerlo y clasificarlo. Mientras que, en campos de baja tecnología, como la construcción de cuerpos cerámicos, el mineral en bruto se puede utilizar directamente.
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