Kaolien is een niet-metallisch mineraal, een klei en kleigesteente dat voornamelijk bestaat uit kleimineralen van de kaolinietgroep. Vanwege de witte en fijne uitstraling staat het ook bekend als Baiyun-grond. Het is vernoemd naar het dorp Gaoling in Jingdezhen, provincie Jiangxi.
Zuivere kaolien is wit, fijn en zacht van textuur, met goede fysische en chemische eigenschappen zoals plasticiteit en brandwerendheid. De minerale samenstelling bestaat voornamelijk uit mineralen zoals kaoliniet, halloysiet, hydromica, illiet, montmorilloniet, evenals kwarts en veldspaat. Kaolien wordt veel gebruikt in de papierindustrie, keramiek en vuurvaste materialen, gevolgd door coatings, rubbervullers, emaille en als grondstof voor wit cement. Een kleine hoeveelheid wordt gebruikt in plastic, verf, pigmenten, slijpschijven, potloden, cosmetica, zeep, pesticiden, farmaceutische producten, textiel, aardolie, chemicaliën, bouwmaterialen, defensie en andere industriële sectoren.
De mineralen die in de natuur in kaolien voorkomen, worden hoofdzakelijk onderverdeeld in kleimineralen en niet-kleimineralen. Kleimineralen omvatten hoofdzakelijk mineralen uit de kaolinietgroep en een kleine hoeveelheid montmorilloniet, mica en chloriet. Niet-kleimineralen omvatten hoofdzakelijk veldspaat, kwarts en hydraten, evenals enkele ijzermineralen zoals hematiet, sideriet en limoniet, titaniummineralen zoals rutiel en organisch materiaal zoals plantenvezels. De belangrijkste factor die de eigenschappen van kaolien bepaalt, zijn de kleimineralen.
Kaolien is uitgegroeid tot een essentiële minerale grondstof voor tientallen industrieën, zoals de papierindustrie, keramiek, rubber, chemische technologie, coatings, farmaceutische industrie en defensie.
De keramische industrie is de oudste en meest wijdverspreide toepassing van kaolien. De gebruikelijke dosering ligt tussen de 20% en 30% van de formule. De rol van kaolien in keramiek is het introduceren van Al₂O₃, wat gunstig is voor de vorming van mulliet en de chemische stabiliteit en sintersterkte verbetert. Tijdens het sinteren ontleedt kaolien tot mulliet, dat het belangrijkste raamwerk vormt voor de sterkte van het materiaal. Dit voorkomt vervorming van het product, maakt een breder baktemperatuurbereik mogelijk en geeft het materiaal een zekere mate van witheid. Tegelijkertijd heeft kaolien een zekere mate van plasticiteit, hechting, suspensie en bindingsvermogen, waardoor porseleinklei en glazuur een goede vormbaarheid krijgen. Dit maakt de keramische klei geschikt voor carrosserieën en voegen, omdat het de vorming ervan vergemakkelijkt. Bij gebruik in draden kan het de isolatie verbeteren en het diëlektrisch verlies verminderen.
Keramiek stelt niet alleen strenge eisen aan de plasticiteit, hechting, droogkrimp, droogsterkte, sinterkrimp, sintereigenschappen, vuurvastheid en witheid na het bakken van kaolien, maar ook aan de chemische eigenschappen, met name de aanwezigheid van chromogene elementen zoals ijzer, titanium, koper, chroom en mangaan, die de witheid na het bakken verminderen en vlekken veroorzaken.
Over het algemeen geldt voor de deeltjesgrootte van kaolien dat hoe fijner, hoe beter, zodat de porseleinmodder een goede plasticiteit en droogsterkte heeft. Voor gietprocessen die een snelle gieting, een versnelde injectiesnelheid en een snelle ontwatering vereisen, is het echter noodzakelijk om de deeltjesgrootte van de ingrediënten te vergroten. Daarnaast heeft het verschil in kristalliniteit van kaoliniet in kaolien ook een aanzienlijke invloed op de procesprestaties van porseleinblokken. Bij een goede kristalliniteit zijn de plasticiteit en het hechtvermogen laag, de droogkrimp gering, de sintertemperatuur hoog en het gehalte aan onzuiverheden laag; daarentegen is de plasticiteit hoger, de droogkrimp groter, de sintertemperatuur lager en het overeenkomstige gehalte aan onzuiverheden hoger.
Geplaatst op: 20 november 2023

