O caulim, nome dado em homenagem à Vila Gaoling em Jingdezhen, Jiangxi, China, é a "matéria-prima essencial" da cerâmica. Seu principal componente é a caulinita (fórmula química Al₂[(OH)₄/Si₂O₅]), formada pela erosão de minerais silicatados, como o feldspato. O caulim possui textura fina e branca, com plasticidade e resistência ao fogo. Da "fórmula binária" que revolucionou a tecnologia cerâmica na Dinastia Song desde sua aplicação na fabricação moderna de papel, na indústria química e em materiais aeroespaciais, o caulim sempre foi o “campeão oculto” da indústria.
Seis características tecnológicas do caulim
1. Brancura e brilho: determine a pureza da sua cor
Brancura natural: Brancura após secagem a 105°C. Impurezas (como Fe₂O₃ e MnO₂) fará com que pareça amarelo, marrom.
Brancura calcinada: A brancura após a calcinação a 1300°C afeta diretamente o brilho de cerâmicas e revestimentos. A brancura do caulim de alta qualidade após a calcinação pode ser > 90%.
Brilho: Refletividade sob luz de comprimento de onda de 4570Å, o que é particularmente importante na indústria de fabricação de papel.
2. Distribuição granulométrica: o “padrão ouro” para aplicações industriais
Quanto mais finas as partículas, maior a plasticidade e a suspensão. Por exemplo, os Estados Unidos exigem que mais de 90% das partículas de caulim usadas em revestimentos sejam <2 μm.
3. Plasticidade: A “magia” da moldagem cerâmica
O índice de plasticidade (diferença do teor de umidade entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade) e o índice (resistência à deformação) são os parâmetros principais. Caulim com alta plasticidade (índice > 15) pode ser facilmente moldado e não é propenso a rachaduras.
4. Ligação e viscosidade: O “adesivo” das fórmulas industriais
A ligação refere-se à resistência após a mistura com materiais não plásticos (como areia de quartzo). Quanto maior o teor de areia, mais forte é a ligação.
Viscosidade afeta a fluidez da pasta. Revestimentos para fabricação de papel exigem uma viscosidade de até 0,5 Pa·s (revestimento de baixa velocidade).
5. Desempenho de secagem e sinterização: a transformação da argila em porcelana
Contração por secagem: A taxa de contração linear é de 3% a 10%. A contração excessiva pode facilmente causar rachaduras no corpo cerâmico.
Refratariedade: A refratariedade do caulim puro pode chegar a 1700°C, e as impurezas reduzirão significativamente sua resistência a altas temperaturas.
6. Adsorção e isolamento: potencial para aplicações transfronteiriças
O caulim tem uma fraca capacidade de absorver íons, mas após modificação, pode ser usado em áreas de proteção ambiental (como tratamento de águas residuais).
A principal aplicação do caulim
— Indústria cerâmica (representando cerca de 40%)
Porcelana de uso diário, cerâmica de construção e porcelana elétrica dependem das propriedades de moldagem e resistência a altas temperaturas do caulim.
— Indústrias de fabricação de papel e revestimentos (representando cerca de 30%)
Como enchimento e revestimento, o caulim pode melhorar o brilho e a lisura do papel.
— Materiais refratários
Materiais refratários, como tijolos refratários e cadinhos, precisam suportar altas temperaturas acima de 1600°C, e o caulim é a principal matéria-prima.
— Campo de novos materiais
Caulim modificado é usado para reforço de borracha e enchimento de plástico, e nanocaulim é usado em biomedicina.
Em aplicações práticas, quando o caulim é usado em áreas de alto desempenho, como fabricação de papel e cerâmicas de alto desempenho, ele precisa ser moído e classificado. Já quando usado em áreas de baixo custo, como a construção de corpos cerâmicos, o minério bruto pode ser usado diretamente.
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