Il caolino, che prende il nome dal villaggio di Gaoling a Jingdezhen, Jiangxi, Cina, è la "materia prima dell'anima" della ceramica. Il suo componente principale è la caolinite (formula chimica Al₂[(OH)₄/Si₂O₅]), che si forma dall'erosione di minerali silicati come feldspato. Ha una consistenza fine e bianca ed è sia plastica che refrattaria. Dalla "formula binaria" della dinastia Song che ha innovato la tecnologia ceramica alla sua applicazione nella moderna fabbricazione della carta, nell'industria chimica e nei materiali aerospaziali, il caolino è sempre stato il "campione nascosto" dell'industria. Gli usi del caolino hanno un impatto cruciale per molte industrie.
Sei caratteristiche fondamentali del processo del caolino
Bianchezza e brillantezza: determinare la “purezza” della qualità
Bianco naturale: Bianco a 105°C dopo l'essiccazione. Le impurità (come Fe₂O₃, MnO₂) possono fargli apparire giallo, marrone o altri colori.
Biancore da calcinazione: il biancore dopo calcinazione a 1300°C influisce direttamente sulla lucentezza di ceramiche e rivestimenti. Il biancore del caolino di alta qualità dopo calcinazione può raggiungere più di 90%.
Biancore da calcinazione: il biancore dopo calcinazione a 1300°C influisce direttamente sulla lucentezza di ceramiche e rivestimenti. Il biancore del caolino di alta qualità dopo calcinazione può raggiungere più di 90%.
Luminosità: la riflettività sotto luce a lunghezza d'onda di 4570Å. L'industria cartaria presta particolare attenzione a questo indicatore.
Distribuzione granulometrica: l’“indicatore d’oro” delle applicazioni industriali
Più fini sono le particelle (come quelle inferiori a 2μm), più forte è la plasticità e la sospensione. Ad esempio, negli Stati Uniti, più del 90% delle particelle di caolino utilizzate nei rivestimenti devono essere inferiori a 2μm.
La tecnologia di controllo delle dimensioni delle particelle (ad esempio la frantumazione con pestello ad acqua e la separazione magnetica per la rimozione del ferro) è fondamentale per aumentare il valore aggiunto.
L'indice di plasticità (la differenza tra il limite liquido e il limite plastico del contenuto di umidità) e il coefficiente di plasticità (resistenza alla deformazione) sono parametri fondamentali. Il caolino con forte plasticità (indice > 15) può essere facilmente modellato ed è meno soggetto a crepe.
La "formula binaria" di Jingdezhen (caolino + pietra di porcellana) sfrutta la sua elevata plasticità per risolvere il problema della tendenza della pietra di porcellana singola a deformarsi.
Legame e viscosità: l'“adesivo” delle formule industriali
Il legame si riferisce alla forza dopo la miscelazione con materiali non plastici (come la sabbia di quarzo). Maggiore è la quantità di sabbia, più forte è il legame.
La viscosità influisce sulla fluidità della sospensione. I rivestimenti per la fabbricazione della carta richiedono una viscosità pari a 0,5 Pa·s (rivestimento a bassa velocità).
Prestazioni di essiccazione e sinterizzazione: la trasformazione dal fango alla porcellana
Restringimento da essiccazione: il tasso di restringimento lineare è 3%-10%. Un restringimento eccessivo può facilmente causare la rottura del corpo ceramico.
Refrattarietà: la refrattarietà del caolino puro raggiunge i 1700°C, ma le impurità ne riducono notevolmente la resistenza alle alte temperature.
Adsorbimento e isolamento: potenziale per applicazioni transfrontaliere
Il caolino ha una debole capacità di assorbimento degli ioni, ma può essere utilizzato nei settori della tutela ambientale (ad esempio nel trattamento delle acque reflue) dopo essere stato modificato.
Presenta eccellenti proprietà di isolamento elettrico ed è un materiale importante per la produzione di componenti radio e di porcellana elettrica ad alta tensione.
Principali utilizzi del caolino
Industria della ceramica (che rappresenta circa 40%)
La porcellana di uso quotidiano, la ceramica architettonica e la porcellana elettrica si basano tutte sulla resistenza alla formatura e alle alte temperature del caolino.
Fabbricazione della carta e rivestimenti (che rappresentano circa 30%)
Utilizzato come riempitivo e rivestimento, il caolino migliora la lucentezza e la levigatezza della carta.
Materiali refrattari
I mattoni refrattari, i crogioli e altri materiali devono resistere a temperature elevate, superiori a 1600 °C; il caolino è la materia prima principale.
Campo dei nuovi materiali
Il caolino modificato viene utilizzato per il rinforzo della gomma e il riempimento di materie plastiche; il caolino nano viene utilizzato in biomedicina.
Tutela dell'ambiente e dell'energia
L'adozione di tecnologie di utilizzo complete (come la lavorazione della pietra porcellanata sviluppata da Longgao Co., Ltd.) riduce lo spreco di risorse.
Negli ultimi anni, aziende come Longgao Co., Ltd. hanno promosso uno sviluppo efficiente delle risorse attraverso tecnologie di "utilizzo degli scarti di lavorazione" e "nuova estrazione da vecchie miniere", raggiungendo una capacità produttiva annuale di 800.000 tonnellate.
Dalla "formula binaria" delle antiche fornaci di Jingdezhen alla moderna nanotecnologia, gli usi del caolino sono stati costantemente ridefiniti. Con il rafforzamento delle politiche di protezione ambientale e la crescente domanda di nuovi materiali, la lavorazione profonda e il riciclaggio del caolino diventeranno una nuova direzione per l'industria. Questo pezzo di "oro bianco" sta scrivendo una leggenda per il prossimo millennio.
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