Kaolinit ist ein Tonmineral mit der chemischen Zusammensetzung Al2Si2O5(OH)4. Es ist ein wichtiges Industriemineral. Gesteine, die reich an Kaolinit sind, werden Kaolin genannt. Kaolinit, häufige Gruppe von Tonmineralien die hydratisiert sind Aluminium Silikate; Sie enthalten die Hauptbestandteile Kaolin (Porzellanerde). Die Gruppe umfasst Kaolinit, der Kaolinit chemisch ähnlich, aber amorph ist, sowie seine selteneren Formen Stalagmit und Nakrit, Halloysit und Allophan.

Es handelt sich um ein Schichtsilikatmineral mit einer tetraedrischen Siliciumdioxidschicht (SiO4), die über Sauerstoffatome an eine oktaedrische Schicht aus Aluminiumoxidoktaedern (AlO6) gebunden ist.

Kaolinit, Nakrit und Dickit kommen als kompakte oder körnige Massen und glimmerartige Klumpen als kleine, manchmal längliche, sechseckige Plättchen vor. Feldspäte sind natürliche Umwandlungsprodukte von Feldspatoiden und anderen Silikaten. Anoxid, früher als Mineral der Kaolinitgruppe mit einem über dem Normalwert liegenden Siliciumdioxid-zu-Aluminiumoxid-Verhältnis, wird heute als Kaolinit und freies Siliciumdioxid (hauptsächlich nicht kristallin) betrachtet. Für chemische Formeln und detaillierte physikalische Eigenschaften

Kaolinit ist der Rohstoff für Ziegel, Keramik und Fliesen. Es hat eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der menschlichen Zivilisation gespielt. Die wichtigste davon Mineralien ist Kaolinit. Kaolinit Es bildet weiße, mikroskopisch kleine, pseudosechseckige Platten.

kompakte oder körnige Massen und glimmerartige Klumpen. Drei weitere Mineralien – Stalagmit, Nakrit und Halloysit – chemisch identisch mit Kaolinit, aber monoklines System. Vier zusammen gefunden und oft optisch nicht zu unterscheiden.

Kaolinit ist ein Naturprodukt von klein Degradierung. Plagioklas und Natrium-Kalium-Feldspäte unter Einwirkung von Wasser, gelöstem Kohlendioxid und organischen Säuren. Wird in der Landwirtschaft verwendet; als Füllstoff in Lebensmitteln wie Schokolade; gemischt mit Pektin als Mittel gegen Durchfall; als Farbexpander; als Verstärkungsmittel in Gummi; und als Pulverhilfsmittel in Gießereibetrieben

Name und Vorname: Der Name Kaolin leitet sich von Gaoling ab. Chinesisches Dorf in der Nähe von Jingdezhen in der südostchinesischen Provinz Jiangxi. Der Name kam 1727 aus der französischen Version des Wortes Kaolin ins Englische.

Kaolinit hat ein geringes Schrumpf-Schwellvermögen und ein geringes Kationenaustauschvermögen (1–15 meq/100 g). Ein weiches, erdiges, meist weißes Mineral (dioktaedrischer Schichtsilikatton), das chemisch hergestellt wird Verwitterung von Aluminiumsilikatmineralien wie z Feldspat. In vielen Teilen der Welt ist es rosa-orange-rot mit Eisen Oxid, das ihm eine charakteristische Rostfarbe verleiht. Leichtere Konzentrationen ergeben weiße, gelbe oder hellorange Farben. Manchmal findet man abwechselnde Schichten, wie im Providence Canyon State Park in Georgia, USA. Handelsübliche Kaolinqualitäten werden als Trockenpulver, halbtrockene Nudeln oder flüssige Aufschlämmung geliefert und transportiert.

Verein: Quartz, Feldspat, Moskauer.

Polymorphismus & Reihen: Dickit, Halloysit und Nakrit sind Polymorphe

Mineralgruppe: Kaolinit-Serpentin-Gruppe.

Zelldaten: Raumgruppe: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ±¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]

Röntgenpulver Schnittmuster: Scalby, Yorkshire, England (1A). 7.16 (vvs), 3.573 (vvs), 4.336 (vs), 2.491 (s), 2.289 (s), 2.558 (ms), 2.379 (ms)

Chemische Eigenschaften

Chemische KlassifizierungSchichtsilikate der Kaolinit-Serpentin-Gruppe
FormelAl 2 Si 2 O 5 (OH) 4
Häufige VerunreinigungenFe,Mg,Na,K,Ti,Ca,H2O

Kaolinitstruktur mit Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Schichten

Im Vergleich zu anderen Tonmineralien ist Kaolinit chemisch und strukturell einfach. Es wird als 1:1- oder TO-Tonmineral definiert, da seine Kristalle aus gestapelten RO-Schichten bestehen. Jede TO-Schicht besteht aus einer tetraedrischen (T) Schicht aus Silizium und Sauerstoffionen, die an eine oktaedrische (O) Schicht aus Sauerstoff, Aluminium und Hydroxylionen gebunden ist. Die T-Schicht wird so genannt, weil jedes Siliziumion von vier Sauerstoffionen umgeben ist, die ein Tetraeder bilden. Die O-Schicht wird so genannt, weil jedes Aluminiumion von sechs Sauerstoff- oder Hydroxylionen umgeben ist, die an den Ecken eines Oktaeders angeordnet sind. Die beiden Schichten in jeder Schicht sind über gemeinsame Sauerstoffionen fest miteinander verbunden, während die Schichten über Wasserstoffbrückenbindungen zwischen dem Sauerstoff auf der Außenfläche der T-Schicht einer Schicht und dem Hydroxyl auf der Außenfläche der O-Schicht verbunden sind der nächsten Schicht.

Strukturelle Transformationen

Tone der Kaolinitgruppe durchlaufen nach der Wärmebehandlung in Luft bei Atmosphärendruck eine Reihe von Phasenumwandlungen.

Fräsen

Beim Mahlen von Kaolinit entsteht eine mechanochemisch amorphe Phase ähnlich dem Metakaolin, obwohl die Eigenschaften dieses Feststoffs recht unterschiedlich sind. Um Kaolinit in Metakaolin umzuwandeln, ist viel Energie erforderlich.

Trocknen

Unterhalb von 100 °C (212 °F) wird dem Kaolin durch Einwirkung trockener Luft langsam flüssiges Wasser entzogen. Der Endzustand dieser Transformation wird „Hauttrockenheit“ genannt. Zwischen 100 °C und etwa 550 °C (1,022 °F) wird das restliche flüssige Wasser aus dem Kaolinit ausgetrieben. Der Endzustand dieser Transformation wird „Knochentrockenheit“ genannt. In diesem Temperaturbereich ist die Entfernung von Wasser reversibel: Wenn Kaolin flüssigem Wasser ausgesetzt wird, wird es wieder absorbiert und in feine Partikelform zersetzt. Nachfolgende Umwandlungen stellen irreversible und dauerhafte chemische Veränderungen dar.

Metakaolin

Die endotherme Dehydratisierung von Kaolinit beginnt bei 550–600 °C und erzeugt ungeordnetes Metakaolin, aber bis zu 900 °C (1,650 °F) wird ein kontinuierlicher Verlust an Hydroxyl beobachtet. Obwohl es in der Vergangenheit viele Meinungsverschiedenheiten über die Natur der Metakaolin-Phase gab, haben umfangreiche Untersuchungen zu einem allgemeinen Konsens darüber geführt, dass Metakaolin keine einfache Mischung aus amorpher Kieselsäure (SiO2) und Aluminiumoxid (Al2O3) ist, sondern vielmehr eine komplexe amorphe Struktur, die einiges davon beibehält davon. Langstreckenordnung (aber sicherlich nicht kristallin) aufgrund der Stapelung hexagonaler Schichten.

Physikalische Eigenschaften

Kristallhabitus 
FarbeWeiß bis cremefarben und blassgelb, oft auch in verschiedenen Farbtönen gefärbt, häufig sind Braun- und Brauntöne.
StreifenWeiß oder blasser als die Probe.
Härte2 - 2½
GlanzWachsartig, perlmuttartig, matt, erdig
SpaltungPerfekt auf {001}.
DurchsichtigkeitDurchscheinend, undurchsichtig
KristallsystemTriklinik
EntschlossenheitFlexibel, aber unelastisch
Signaldichte2.63 g/cm3 (berechnet)
FractureUnregelmäßig/Uneben, Muscheln, Sub-Muscheln, Glimmer

Optische Eigenschaften

TypZweiachsig (-)
Farbe / PleochroismusTransparent bis durchscheinend als Einzelkristalle
2V:Gemessen: 24° bis 50°, Berechnet: 44°
RI-Werte:nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570
Doppelbrechung0.017
HilfeNiedrig
Dispersion:keine

Auftreten

Es ersetzt andere Alumosilikatmineralien während der Hydrothermalphase Veränderung und Verwitterung. Ein üblicher Bestandteil, aus dem sich durch direkte Ausfällung die tongroße Fraktion von Sedimenten bilden kann

Kaolinit ist eines der häufigsten Mineralien; Als Kaolin wird es in Malaysia, Pakistan, Vietnam, Brasilien, Bulgarien, Bangladesch, Frankreich, Großbritannien, Iran, Deutschland, Indien, Australien, Südkorea, der Volksrepublik China, der Tschechischen Republik, Spanien und dem Süden abgebaut. Afrika, Tansania und die Vereinigten Staaten.

Kaolinitische Saprolitmäntel sind in West- und Nordeuropa verbreitet. Das Alter dieser Mäntel reicht vom Mesozoikum bis zum frühen Känozoikum.

Kaolinit-Ton kommt reichlich in Böden vor, die durch chemische Erosion von Gesteinen in heißen und feuchten Klimazonen wie tropischen Regenwäldern entstehen. Beim Vergleich von Böden entlang eines Hangs zu zunehmend kühleren oder trockeneren Klimazonen nimmt der Anteil an Kaolinit ab, während der Anteil anderer Tonmineralien wie z Analphabet (in kälteren Klimazonen) oder Smectit (in trockeneren Klimazonen) nimmt zu. Solche klimatisch relevanten Unterschiede im Tonmineralgehalt werden oft genutzt, um Veränderungen im Klima in der geologischen Vergangenheit aufzudecken, in der alte Böden vergraben und konserviert wurden.

Verwendet Bereich

  • Die Hauptverwendung des Minerals Kaolinit (etwa 50 % der Zeit) liegt in der Papierherstellung; Seine Verwendung verleiht einigen beschichteten Papiersorten Glanz.
    • in Keramik (Hauptbestandteil von Porzellan)
    • in Zahnpasta
    • als lichtemittierendes Material in weißen Glühbirnen
    • bei Kosmetik
    • In industriellem Isoliermaterial namens Kaowool (eine Art Mineralwolle)
    • in „Pre-Work“-Hautschutz- und Barrierecremes
    • in Farbe zum Verlängern Titan Dioxid-Weißpigment und verändert den Glanzgrad
    • um die Eigenschaften von Gummi bei der Vulkanisation zu verändern
    • in Klebstoffen zur Veränderung der Rheologie
    • als Spray, das auf Nutzpflanzen aufgetragen wird, um Insektenschäden im ökologischen Landbau und Sonnenbrand bei Äpfeln vorzubeugen
  • Als Tünche in traditionellen Steinmauerhäusern in Nepal (am häufigsten wird die Oberseite mit weißem Kaolin-Ton und die Mitte mit rotem Ton gestrichen; der rote Ton kann bis zum Boden reichen oder der Boden kann schwarz gestrichen werden)
  • Als Füllstoff oder als Beschichtung zur Oberflächenverbesserung bei der Papierherstellung, als Füllstoff bei Edison Diamond Scheiben Da Kaolinit sehr geringe Spuren enthalten kann Uran und Thorium, als Indikator in der radiologischen Datierung, war es üblich, Magenbeschwerden zu behandeln (in jüngerer Zeit wurden industriell hergestellte Kaolinitpräparate zur Behandlung von Durchfall eingesetzt), ähnlich wie dies ursprünglich bei Papageien (und später bei Menschen) in Südamerika der Fall war.
  • für Gesichtsmasken oder Seifenkörperpackungen (bekannt als „White Clay“), Spa-Körperbehandlungen wie Kokons oder einfach nur punktuelle Behandlungen wie Füße, Rücken oder Hände. Ätherisches Öl kann hinzugefügt werden, um ein angenehmes Aroma zu verleihen, oder Algen können hinzugefügt werden, um den Nährwert der Leckerei zu erhöhen.
  • als Adsorptionsmittel in der Wasser- und Abwasseraufbereitung zur Förderung der Blutgerinnung bei diagnostischen Verfahren, z. B. Kaolin-Gerinnungszeit
  • in Form von als Puzzolan modifiziertem Metakaolin; Bei Zugabe zu einer Betonmischung beschleunigt Metakaolin die Hydratation von Portlandzement und beteiligt sich an der puzzolanischen Reaktion mit Portlandit, das bei der Hydratation der wichtigsten Zementmineralien (z. B. Alit) entsteht.
  • in Form von modifiziertem Metakaolin als Grundstoff für Geopolymerverbindungen

Sicherheit

Menschen können Kaolin am Arbeitsplatz durch Einatmen des Pulvers oder durch Haut- oder Augenkontakt ausgesetzt sein.

Der Arbeitsschutz

Die Arbeitsschutzbehörde (OSHA) hat den gesetzlichen Grenzwert (zulässige Expositionsgrenze) für die Kaolin-Exposition am Arbeitsplatz auf 15 mg/m3 Gesamtexposition und 5 mg/m3 Atemwegsexposition an einem 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt. Das National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) hat einen empfohlenen Expositionsgrenzwert (REL) auf 10 mg/m3 Gesamtexposition TWA 5 mg/m3 Atemwegsexposition während eines 8-Stunden-Arbeitstages festgelegt.

Geotechnik

Während der Klang, die Kaolinitin-Jeoteknik-Mühendisliğinde-Kullanımının-Alternative, wird die Zeit, in der die Kaolinitin-Jeoteknik mühendisliğinde kullanımının alternative, özellikle mevcudiyeti toplam kaya kütlesinin %10,8'ind az ise, daha güvenli ile ile değiştirilebileceğini göstermektedir.

Vertrieb

Reines Material aus vielen Fundorten, darunter:

  • in Kauling, Provinz Kiangsi, China.
  • In zahlreichen Porzellanerdegruben in Cornwall und Devon, England.
  • In Limoges, Haute-Vienne, Frankreich.
  • In der Nähe von Dresden, Kemmlitz und Zettlitz, Sachsen und anderswo in Deutschland.
  • Groß Ablagerungen im Donezbecken, Ukraine.
  • In den USA bei Macon, Bibb Co., Georgia; in der Mine der Dixie Clay Company und in der Lamar Pit, in der Nähe von Bath, Aikin Co., South Carolina; in der Nähe von Webster, Jackson Co., North Carolina; in der Nähe von Murfreesboro, Pike Co., und in Greenwood, Sebastian Co., Arkansas; aus Mesa Alta, Rio Arriba Co., New Mexico.
  • In Huberdeau, Quebec, und in der Nähe von Walton, Nova Scotia, Kanada

Bibliographie

  • Britannica, T. Herausgeber von Encyclopaedia (2018, 25. Januar). Kaolinit. Enzyklopädie Britannica. https://www.britannica.com/science/kaolinite
  • Bonewitz, R. (2012). Gesteine ​​und Mineralien. 2. Aufl. London: DK Publishing.
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