La caolinite è un minerale argilloso con composizione chimica Al2Si2O5(OH)4. È un importante minerale industriale. Le rocce ricche di caolinite sono chiamate caolino. Caolinite, gruppo comune di minerali argillosi che sono idratati alluminio silicati; contengono i componenti principali del caolino (argilla cinese). Il gruppo comprende la caolinite, che è chimicamente simile ma amorfa alla caolinite, e le sue forme più rare, stalagmite e nacrite, halloysite e allophane.

È un minerale di silicato stratificato con uno strato di silice tetraedrica (SiO4) legato a uno strato ottaedrico di ottaedri di allumina (AlO6) attraverso atomi di ossigeno.

Caolinite, nacrite e dickite si presentano come masse compatte o granulari e ciuffi simili a mica come placche esagonali piccole, a volte allungate. I feldspati sono prodotti di trasformazione naturale di feldspatoidi e altri silicati. L'anossido, precedentemente considerato un minerale del gruppo caolinite con un rapporto silice-allumina superiore al normale, è ora considerato caolinite e silice libera (principalmente non cristallina). Per formula chimica e proprietà fisiche dettagliate

La caolinite è la materia prima di mattoni, ceramiche e piastrelle. Ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo della civiltà umana. Il più importante di questi minerali è caolinite. Caolinite Forma placche bianche, microscopiche, pseudoesagonali.

masse compatte o granulari e ciuffi simili a mica. Altri tre minerali - stalagmite, nacrite e halloysite - chimicamente identici alla caolinite, ma sistema monoclino. Quattro trovati insieme e spesso visivamente indistinguibili.

La caolinite è un prodotto naturale di mica degradazione. plagioclasio e feldspati sodio-potassio sotto l'effetto dell'acqua, dell'anidride carbonica disciolta e degli acidi della materia organica. Utilizzato in agricoltura; come riempitivo in alimenti come il cioccolato; mescolato con pectina come antidiarroico; come espansore di vernice; come rinforzante nella gomma; e come agente in polvere nelle operazioni di fonderia

Nome: Il nome caolino deriva da Gaoling. Villaggio cinese vicino a Jingdezhen, nella provincia di Jiangxi, nel sud-est della Cina. Il nome è entrato in inglese nel 1727 dalla versione francese della parola: caolino.

La caolinite ha una bassa capacità di ritiro-rigonfiamento e una bassa capacità di scambio cationico (1–15 meq/100 g). Un minerale morbido, terroso, solitamente bianco (argilla fillosilicata diottaedrica) prodotto chimicamente agenti atmosferici di minerali di silicato di alluminio come feldspato. In molte parti del mondo è rosa-arancio-rosso con ferro ossido, conferendogli un caratteristico colore ruggine. Concentrazioni più chiare danno colori bianchi, gialli o arancio chiaro. A volte si trovano strati alternati, come nel Providence Canyon State Park in Georgia, Stati Uniti. I tipi commerciali di caolino vengono forniti e trasportati come polvere secca, pasta semisecca o impasto liquido.

Associazione: Quarzo, feldspato, moscovita.

Polimorfismo e serie: Dickite, halloysite e nacrite sono polimorfi

Gruppo Minerale: Gruppo caolinite-serpentino.

Dati della cella: Gruppo spaziale: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ±¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]

Polvere a raggi X Cartamodello: Scalby, Yorkshire, Inghilterra (1A). 7.16 (vvs), 3.573 (vvs), 4.336 (vs), 2.491 (s), 2.289 (s), 2.558 (ms), 2.379 (ms)

Proprietà chimiche

Classificazione chimicaFillosilicati Gruppo caolinite-serpentino
FormulaAl2Si2O5(OH)4
Impurità comuniFe,Mg,Na,K,Ti,Ca,H2O

Struttura della caolinite che mostra legami idrogeno interstrato

Rispetto ad altri minerali argillosi, la caolinite è chimicamente e strutturalmente semplice. È definito come un minerale argilloso 1:1 o TO perché i suoi cristalli sono costituiti da strati impilati di RO. Ogni strato TO è costituito da un foglio tetraedrico (T) di ioni silicio e ossigeno legato a un foglio ottaedrico (O) di ioni ossigeno, alluminio e ossidrile. Lo strato T è così chiamato perché ogni ione di silicio è circondato da quattro ioni di ossigeno che formano un tetraedro. Lo strato O è così chiamato perché ogni ione alluminio è circondato da sei ioni ossigeno o ossidrile disposti ai vertici di un ottaedro. I due strati in ogni strato sono fortemente legati l'uno all'altro tramite ioni di ossigeno condivisi, mentre gli strati sono legati tramite legame idrogeno tra l'ossigeno sulla faccia esterna dello strato T di uno strato e l'ossidrile sulla faccia esterna dello strato O dello strato successivo.

Trasformazioni strutturali

Le argille del gruppo caolinite subiscono una serie di trasformazioni di fase dopo il trattamento termico in aria a pressione atmosferica.

Fresatura

La macinazione della caolinite porta alla formazione di una fase meccanochimicamente amorfa simile al metacaolino, sebbene le proprietà di questo solido siano piuttosto diverse. È necessaria una grande energia per convertire la caolinite in metacaolino.

essiccazione

Al di sotto di 100 °C (212 °F), l'esposizione all'aria secca rimuoverà lentamente l'acqua liquida dal caolino. Lo stato finale di questa trasformazione è chiamato "secchezza cutanea". Tra 100 ° C e circa 550 ° C (1,022 ° F), l'acqua liquida rimanente viene espulsa dalla caolinite. Lo stato finale di questa trasformazione è chiamato "secchezza ossea". In questo intervallo di temperatura, la rimozione dell'acqua è reversibile: se il caolino viene esposto all'acqua liquida, verrà riassorbito e decomposto in forma di particelle fini. Le trasformazioni successive rappresentano cambiamenti chimici irreversibili e permanenti.

Metacaolino

La disidratazione endotermica della caolinite inizia a 550-600 ° C e produce metacaolino disordinato, ma si osserva una perdita continua di idrossile fino a 900 ° C (1,650 ° F). Sebbene storicamente ci sia stato molto disaccordo sulla natura della fase metacaolino, ricerche approfondite hanno portato a un consenso generale sul fatto che il metacaolino non è una semplice miscela di silice amorfa (SiO2) e allumina (Al2O3), ma piuttosto una complessa struttura amorfa che conserva alcune di esso. ordine di raggio più lungo (ma certamente non cristallino) dovuto all'impilamento di strati esagonali.

Proprietà fisiche

Crystal Habit 
ColoreDa bianco a crema e giallo pallido, spesso anche macchiato di varie tonalità, comuni sono marrone chiaro e marrone.
StrisciaBianco, o più chiaro del campione.
Durezza2 - 2½
LusterCeroso, perlaceo, opaco, terroso
sfaldamentoPerfetto su {001}.
DiafanitàTraslucido, Opaco
Sistema di cristalloTriclinico
TenaciaFlessibile ma anelastico
Densità2.63 g/cm3 (calcolato)
FratturaIrregolare/Irregolare, Concoidale, Sub-Concoidale, Micaceo

Proprietà ottiche

TipologiaBiassiale (-)
Colore / PleocroismoDa trasparente a traslucido come cristalli singoli
2V:Misurato: da 24° a 50°, Calcolato: 44°
Valori RI:nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570
Birifrangenza0.017
SollievoBasso
Dispersione:nessuna

Avvenimento

Sostituisce altri minerali alluminosilicati durante l'idrotermale alterazione e agenti atmosferici. Un componente comune da cui può formarsi la frazione argillosa dei sedimenti per precipitazione diretta

La caolinite è uno dei minerali più comuni; Come caolino, viene estratto in Malesia, Pakistan, Vietnam, Brasile, Bulgaria, Bangladesh, Francia, Regno Unito, Iran, Germania, India, Australia, Corea del Sud, Repubblica popolare cinese, Repubblica Ceca, Spagna, Sud. Africa, Tanzania e Stati Uniti.

I mantelli saprolitici caolinitici sono comuni nell'Europa occidentale e settentrionale. Le età di questi mantelli vanno dal Mesozoico al primo Cenozoico.

L'argilla di caolinite è abbondante nei suoli formati dall'erosione chimica delle rocce in climi caldi e umidi, come le foreste pluviali tropicali. Quando si confrontano i suoli lungo un pendio verso climi sempre più freddi o più secchi, la proporzione di caolinite diminuisce mentre la proporzione di altri minerali argillosi come illite (nei climi più freddi) o smectite (nei climi più secchi) aumenta. Tali differenze climaticamente rilevanti nel contenuto di minerali argillosi sono spesso utilizzate per rivelare i cambiamenti climatici nel passato geologico, dove i suoli antichi sono stati sepolti e preservati.

Usi Zona

  • L'uso principale del minerale caolinite (circa il 50% del tempo) è nella produzione di carta; Il suo utilizzo fornisce lucentezza su alcuni tipi di carta patinata.
    • in ceramica (componente principale della porcellana)
    • nel dentifricio
    • come materiale che emette luce nelle lampadine a incandescenza bianche
    • nei cosmetici
    • In materiale isolante industriale chiamato Kaowool (un tipo di lana minerale)
    • nella protezione della pelle e nelle creme barriera "pre-lavoro".
    • in vernice per prolungare titanio pigmento bianco biossido e modificare i livelli di brillantezza
    • per modificare le proprietà della gomma durante la vulcanizzazione
    • negli adesivi per modificare la reologia
    • come spray applicato alle colture per prevenire danni da insetti in agricoltura biologica e per prevenire scottature sulle mele
  • Come imbiancatura nelle tradizionali case con muri in pietra in Nepal (il metodo più comune è dipingere la parte superiore con argilla caolino bianca e la parte centrale con argilla rossa; l'argilla rossa può estendersi fino al fondo o il fondo può essere dipinto di nero)
  • Come riempitivo o come rivestimento per migliorare la superficie nella fabbricazione della carta, come riempitivo in Edison Diamante Dischi Perché la caolinite può contenere piccolissime tracce di uranio e il torio, come indicatore nella datazione radiologica, era comune trattare il mal di stomaco (più recentemente, preparati di caolinite prodotti industrialmente per il trattamento della diarrea), simile a quello che i pappagalli (e successivamente gli esseri umani) usavano originariamente in Sud America.
  • per maschere per il viso o impacchi per il corpo con sapone (noto come "Argilla bianca"), trattamenti corpo spa come bozzoli o semplicemente trattamenti spot come piedi, schiena o mani. Si può aggiungere olio essenziale per aggiungere un aroma gradevole, oppure si possono aggiungere alghe per aumentare i valori nutrizionali del dolcetto.
  • come adsorbente nel trattamento dell'acqua e delle acque reflue per promuovere la coagulazione del sangue nelle procedure diagnostiche, ad esempio il tempo di coagulazione del caolino
  • sotto forma di metacaolino modificato come pozzolana; Il metacaolino, aggiunto ad un impasto cementizio, accelera l'idratazione del cemento Portland e partecipa alla reazione pozzolanica con la portlandite, che si forma nell'idratazione dei principali minerali del cemento (es. alite).
  • sotto forma di metacaolino modificato come ingrediente base per composti geopolimerici

Sicurezza

Le persone possono essere esposte al caolino sul posto di lavoro respirando la polvere o dal contatto con la pelle o con gli occhi.

La sicurezza e la salute sul lavoro

L'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ha fissato il limite legale (limite di esposizione consentito) per l'esposizione al caolino sul posto di lavoro a 15 mg/m3 di esposizione totale e 5 mg/m3 di esposizione respiratoria in una giornata lavorativa di 8 ore. Il National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) ha fissato un limite di esposizione raccomandato (REL) a 10 mg/m3 di esposizione totale TWA 5 mg/m3 di esposizione respiratoria durante una giornata lavorativa di 8 ore.

Ingegneria geotecnica

Il suono del cavo di alimentazione del caolinitin può variare a seconda dell'uso del caolinitin, quindi il livello massimo di attivazione è pari a %10,8'inden az ise, quindi il risultato sarà illecito.

Distribuzione

Materiale puro da molte località, tra cui:

  • a Kauling, provincia di Kiangsi, Cina.
  • In numerose fosse di argilla cinese in Cornovaglia e nel Devon, in Inghilterra.
  • A Limoges, Haute-Vienne, Francia.
  • Vicino a Dresda, Kemmlitz e Zettlitz, Sassonia e altrove in Germania.
  • Grande depositi nel bacino del Donets, in Ucraina.
  • Negli USA, a Macon, Bibb Co., Georgia; nella miniera della Dixie Clay Company e nel Lamar Pit, vicino a Bath, Aikin Co., South Carolina; vicino a Webster, Jackson Co., Carolina del Nord; vicino a Murfreesboro, Pike Co., ea Greenwood, Sebastian Co., Arkansas; da Mesa Alta, Rio Arriba Co., Nuovo Messico.
  • A Huberdeau, Quebec, e vicino a Walton, Nova Scotia, Canada

Referenze

  • Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2018, 25 gennaio). Caolinite. Enciclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/kaolinite
  • Bonewitz, R. (2012). Rocce e minerali. 2a ed. Londra: pubblicazione DK.
  • Dana, JD (1864). Manuale di Mineralogia… Wiley.
  • Handbookofmineralogy.org. (2019). Manuale di Mineralogia. [online] Disponibile all'indirizzo: http://www.handbookofmineralogy.org [accesso effettuato il 4 marzo 2019].
  • Mindat.org. (2019): Informazioni sui minerali, dati e località.. [online] Disponibile su: https://www.mindat.org/ [Consultato. 2019].
  • Smith.edu. (2019). Geoscienze | Collegio Smith. [online] Disponibile su: https://www.smith.edu/academics/geosciences [Consultato il 15 marzo 2019].