Kaolinit, kimyasal bileşimi Al2Si2O5(OH)4 olan bir kil mineralidir. Önemli bir endüstriyel mineraldir. Kaolinit bakımından zengin kayalara kaolin denir. Kaolinit, hidratlanmış alüminyum silikatlar olan yaygın bir kil minerali grubudur ; kaolinin (Çin kili) ana bileşenlerini içerirler. Bu grup, kimyasal olarak kaolinite benzeyen ancak amorf olan kaolinit ve daha nadir formları olan sarkıt ve nakrit, halloysit ve allofanı içerir.
Oktahedral bir alümina (AlO4) oktahedra tabakasına oksijen atomları aracılığıyla bağlanmış bir tetrahedral silika tabakasına (SiO6) sahip tabakalı bir silikat mineralidir.
Kaolinit, nakrit ve dikit, kompakt veya tanecikli kütleler ve mika benzeri kümeler olarak küçük, bazen uzun, altıgen plakalar halinde ortaya çıkar. Feldspatlar, feldispatoidlerin ve diğer silikatların doğal değişim ürünleridir. Daha önce normalden daha yüksek silika-alümina oranına sahip bir kaolinit grubu minerali olarak kabul edilen anoksit, artık kaolinit ve serbest silika (esas olarak kristal olmayan) olarak kabul edilmektedir. Kimyasal formül ve ayrıntılı fiziksel özellikler için
Kaolinit, tuğla, seramik ve kiremitin ham maddesidir. İnsan medeniyetinin gelişiminde hayati bir rol oynamıştır. Bu minerallerin en önemlisi kaolinittir. Kaolinit, beyaz, mikroskobik, sözde altıgen levhalar oluşturur.
kompakt veya tanecikli kütleler ve mika benzeri yığınlar. Diğer üç mineral - dikit, nakrit ve halloysit - kimyasal olarak kaolinit ile aynı, ancak monoklinik sistem. Dördü bir arada bulundu ve genellikle görsel olarak ayırt edilemez.
Kaolinit, mika , plagioklaz ve sodyum-potasyum feldispatların su, çözünmüş karbondioksit ve organik madde asitlerinin etkisi altında bozunmasının doğal bir ürünüdür . Tarımda; çikolata gibi gıdalarda dolgu maddesi olarak; pektinle karıştırılarak ishal önleyici olarak; boya genleştirici olarak; kauçukta takviye edici madde olarak ve dökümhane işlemlerinde toz maddesi olarak kullanılır.
Adı : Kaolin adı, Çin'in güneydoğusundaki Jiangxi eyaletinde, Jingdezhen yakınlarındaki Gaoling köyünden türetilmiştir. Bu isim, 1727 yılında Fransızca kaolin kelimesinden İngilizceye geçmiştir.
Kaolinit, düşük büzülme-genleşme kapasitesine ve düşük katyon değişim kapasitesine (1–15 meq/100 g) sahiptir. Feldspat gibi alüminyum silikat minerallerinin kimyasal ayrışmasıyla oluşan yumuşak, topraksı, genellikle beyaz bir mineraldir (dioctahedral fillosilikat kil) . Dünyanın birçok yerinde demir oksit ile pembe-turuncu-kırmızı renktedir ve bu da ona belirgin bir pas rengi verir. Daha düşük konsantrasyonlarda beyaz, sarı veya açık turuncu renkler verir. Bazen, ABD'nin Georgia eyaletindeki Providence Canyon Eyalet Parkı'nda olduğu gibi, alternatif katmanlar bulunur. Ticari kalitedeki kaolin, kuru toz, yarı kuru erişte veya sıvı bulamaç halinde tedarik edilir ve taşınır.
Birlikte bulunan mineraller : Kuvars , feldispat, muskovit.
Polimorfizm ve Seriler : Dikit, halloysit ve nakrit polimorflardır.
Mineral Grubu : Kaolinit-serpantin grubu.
Hücre Verileri : Uzay Grubu: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ±¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]
X-ışını Toz Deseni : Scalby, Yorkshire, İngiltere (1A). 7.16 (vvs), 3.573 (vvs), 4.336 (vs), 2.491 (s), 2.289 (s), 2.558 (ms), 2.379 (ms)
Kimyasal özellikler
| Kimyasal Sınıflandırma | Fillosilikatlar Kaolinit-serpantin grubu |
| formül | Al2Si2O5(OH)4 |
| Ortak safsızlıklar | Fe,Mg,Na,K,Ti,Ca,H2O |
Ara katman hidrojen bağlarını gösteren kaolinit yapısı
Diğer kil mineralleri ile karşılaştırıldığında, kaolinit kimyasal ve yapısal olarak basittir. 1:1 veya TO kil minerali olarak tanımlanır çünkü kristalleri istiflenmiş RO katmanlarından oluşur. Her TO katmanı, bir oktahedral (O) oksijen, alüminyum ve hidroksil iyonları yaprağına bağlı bir tetrahedral (T) silikon ve oksijen iyonları tabakasından oluşur. T tabakası bu şekilde adlandırılır çünkü her bir silikon iyonu bir tetrahedron oluşturan dört oksijen iyonu ile çevrilidir. O tabakası, her bir alüminyum iyonu, bir oktahedronun köşelerinde düzenlenmiş altı oksijen veya hidroksil iyonu ile çevrili olduğu için bu şekilde adlandırılmıştır. Her katmandaki iki katman, paylaşılan oksijen iyonları aracılığıyla birbirine güçlü bir şekilde bağlanırken, katmanlar, bir katmanın T katmanının dış yüzündeki oksijen ile O katmanının dış yüzündeki hidroksil arasındaki hidrojen bağı yoluyla bağlanır. sonraki katmanın.
Yapısal Dönüşümler
Kaolinit grubu killer, atmosfer basıncında havada ısıl işlemden sonra bir dizi faz dönüşümüne uğrar.
değirmencilik
Kaolinitin öğütülmesi, bu katının özellikleri oldukça farklı olmasına rağmen, metakaoline benzer, mekanokimyasal olarak amorf bir fazın oluşmasıyla sonuçlanır. Kaoliniti metakaoline dönüştürmek için büyük enerji gerekir.
Kurutma
100 °C'nin (212 °F) altında, kuru havaya maruz kalma, sıvı suyu kaolinden yavaşça uzaklaştıracaktır. Bu dönüşümün son hali ise “cilt kuruluğu” olarak adlandırılır. 100 °C ile yaklaşık 550 °C (1,022 °F) arasında, kalan sıvı su kaolinitten atılır. Bu dönüşümün son hali “kemik kuruluğu” olarak adlandırılır. Bu sıcaklık aralığının üzerinde, suyun uzaklaştırılması tersine çevrilebilir: eğer kaolin sıvı suya maruz kalırsa, yeniden emilecek ve ince parçacık formuna ayrışacaktır. Sonraki dönüşümler, geri döndürülemez ve kalıcı kimyasal değişiklikleri temsil eder.
metakaolin
Kaolinitin endotermik dehidrasyonu 550-600 °C'de başlar ve düzensiz metakaolin üretir, ancak 900 °C'ye (1,650 °F) kadar sürekli hidroksil kaybı gözlenir. Tarihsel olarak metakaolin fazının doğası hakkında çok fazla anlaşmazlık olmasına rağmen, kapsamlı araştırmalar, metakaolin'in basit bir amorf silika (SiO2) ve alümina (Al2O3) karışımı değil, daha ziyade bazılarını koruyan karmaşık bir amorf yapı olduğu konusunda genel bir fikir birliğine yol açmıştır. onun altıgen katmanların istiflenmesi nedeniyle daha uzun menzil düzeni (ancak kesinlikle kristal değil).
Fiziksel Özellikleri
| Kristal alışkanlığı | |
| Renk | Beyazdan kreme ve soluk sarı, ayrıca genellikle çeşitli tonlar, ten rengi ve kahverengiler yaygın olarak lekelenir. |
| Streak | Beyaz veya numuneden daha soluk. |
| Sertlik | 2 - 2½ |
| Parlaklık | Balmumu, İnci, Donuk, Dünyevi |
| yarılma | {001} üzerinde mükemmel. |
| şeffaflık | yarı saydam, opak |
| Kristal Sistem | triklinik |
| Azim | Esnek ama esnek olmayan |
| Yoğunluk | 2.63 g/cm3 (Hesaplanan) |
| Kırık | Düzensiz/Düzensiz, Konkoidal, Alt Konkoidal, Mikalı |
Optik özellikler
| Menşei | çift eksenli (-) |
| Renk / Pleokroizm | Tek kristaller olarak saydamdan yarı saydama |
| 2V: | Ölçülen: 24° - 50°, Hesaplanan: 44° |
| RI değerleri: | nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570 |
| Birefringence | 0.017 |
| kabartma | Düşük |
| Dağılım: | Yok |
Olay
Hidrotermal değişim ve ayrışma sırasında diğer alüminosilikat minerallerinin yerini alır . Doğrudan çökelme yoluyla tortuların kil boyutlu fraksiyonunun oluşabileceği yaygın bir bileşendir.
Kaolinit en yaygın minerallerden biridir; Kaolin olarak Malezya, Pakistan, Vietnam, Brezilya, Bulgaristan, Bangladeş, Fransa, Birleşik Krallık, İran, Almanya, Hindistan, Avustralya, Güney Kore, Çin Halk Cumhuriyeti, Çek Cumhuriyeti, İspanya, Güney'de çıkarılmaktadır. Afrika, Tanzanya ve Amerika Birleşik Devletleri.
Kaolinitik saprolit mantolar, Batı ve Kuzey Avrupa'da yaygındır. Bu mantoların yaşları Mesozoyik'ten Erken Senozoyik'e kadardır.
Kaolinit kili , tropikal yağmur ormanları gibi sıcak ve nemli iklimlerde kayaların kimyasal erozyonuyla oluşan topraklarda bol miktarda bulunur . Daha soğuk veya daha kuru iklimlere doğru bir eğim boyunca toprakları karşılaştırdığımızda, kaolinit oranı azalırken, illit (daha soğuk iklimlerde) veya smektit (daha kuru iklimlerde) gibi diğer kil minerallerinin oranı artar. Kil mineral içeriğindeki bu iklimsel olarak önemli farklılıklar, genellikle eski toprakların gömüldüğü ve korunduğu jeolojik geçmişteki iklim değişikliklerini ortaya çıkarmak için kullanılır.
Kullanım Alanı
- Mineral kaolinitin ana kullanımı (zamanın yaklaşık %50'si) kağıt üretimindedir; Kullanımı bazı kuşe kağıt türlerinde parlaklık sağlar.
- seramikte (porselenin ana bileşeni)
- diş macununda
- beyaz akkor ampullerde ışık yayan bir malzeme olarak
- kozmetikte
- Kaowool (bir tür mineral yün) adı verilen endüstriyel yalıtım malzemesinde
- 'çalışma öncesi' cilt koruma ve bariyer kremlerinde
- uzatmak için boyada titanyum dioksit beyaz pigment ve değişim parlaklık seviyeleri
- vulkanizasyon üzerine kauçuğun özelliklerini değiştirmek için
- reolojiyi değiştirmek için yapıştırıcılarda
- organik tarımda böceklerin zarar görmesini önlemek ve elmalarda güneş yanığını önlemek için ekinlere uygulanan bir sprey olarak
- Nepal'de geleneksel taş duvarlı evlerde badana olarak (en yaygın yöntem üst kısmı beyaz kaolin kili ile ortasını kırmızı kil ile boyamaktır; kırmızı kil tabana kadar uzayabilir veya alt kısım siyaha boyanabilir)
- Kağıt yapımında yüzeyi iyileştirmek için dolgu maddesi veya kaplama olarak, Edison'da dolgu maddesi olarak Pırlanta Diskler Çünkü kaolinit çok küçük eser miktarda içerebilir. uranyum ve toryum, radyolojik tarihlemede bir gösterge olarak, mide rahatsızlığını tedavi etmek için yaygındı (daha yakın zamanlarda, ishal tedavisi için endüstriyel olarak üretilen kaolinit müstahzarları), Güney Amerika'da papağanların (ve daha sonra insanların) orijinal olarak kullandıklarına benzer.
- yüz maskeleri veya sabun ("Beyaz Kil" olarak bilinir) vücut sargıları, koza gibi spa vücut bakımları veya ayaklar, sırt veya eller gibi leke tedavileri için. Hoş bir aroma katmak için uçucu yağ eklenebilir veya ikramın besin değerlerini artırmak için deniz yosunu eklenebilir.
- Kaolin pıhtılaşma süresi gibi teşhis prosedürlerinde kan pıhtılaşmasını desteklemek için su ve atık su arıtımında bir adsorban olarak
- bir puzolan olarak değiştirilmiş metakaolin formunda; Bir beton karışımına eklendiğinde metakaolin, Portland çimentosunun hidratasyonunu hızlandırır ve ana çimento minerallerinin (örn. alit) hidratasyonunda oluşan portlandit ile puzolanik reaksiyonda yer alır.
- geopolimer bileşikleri için temel bir bileşen olarak modifiye edilmiş metakaolin formunda
Güvenlik
İnsanlar işyerinde tozu soluyarak veya cilt veya göz temasıyla kaolin'e maruz kalabilirler.
İş Güvenliği ve Sağlığı
Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), işyeri kaolin maruziyeti için yasal sınırı (izin verilen maruz kalma sınırı) 15 saatlik bir iş gününde 3 mg/m5 toplam maruziyet ve 3 mg/m8 solunum maruziyeti olarak belirlemiştir. Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH), 10 saatlik bir iş günü boyunca 3 mg/m5 toplam maruz kalma TWA 3 mg/m8 solunum maruziyeti olarak önerilen bir maruz kalma limiti (REL) belirlemiştir.
Jeoteknik Mühendislik
Araştırma sonuçları, kaolinitin jeoteknik mimarisinde kullanabileceği alternatif olarak, özellikle mevcudiyeti toplam kaya kütlesinin %10,8'inden az ise, daha güvenli illit ile değiştirilebileceğini göstermektedir.
dağıtım
Aşağıdakiler dahil olmak üzere birçok bölgeden saf malzeme:
- Kauling, Kiangsi Eyaleti, Çin.
- İngiltere, Cornwall ve Devon'daki çok sayıda çin kil ocağında.
- Limoges, Haute-Vienne, Fransa'da.
- Dresden, Kemmlitz ve Zettlitz, Saksonya yakınlarında ve Almanya'nın başka yerlerinde.
- Büyük mevduat Donets Havzası, Ukrayna.
- ABD'de, Macon, Bibb Co., Georgia'da; Dixie Clay Company madeninde ve Lamar Pit'te, Bath, Aikin Co., Güney Carolina yakınlarında; Webster, Jackson Co., Kuzey Carolina yakınlarında; Murfreesboro, Pike Co. yakınlarında ve Greenwood, Sebastian Co., Arkansas'ta; Mesa Alta, Rio Arriba Co.'dan, Yeni Meksika.
- Huberdeau, Quebec'te ve Walton yakınlarında, Nova Scotia, Kanada'da
Referanslar
- Britannica, T. Encyclopaedia Editörleri (2018, 25 Ocak). Kaolinit. Britanika Ansiklopedisi. https://www.britannica.com/science/kaolinite
- Bonewitz, R. (2012). Kayalar ve mineraller. 2. baskı Londra: DK Yayıncılık.
- Dana, JD (1864). Mineraloji El Kitabı… Wiley.
- Handbookofmineralogy.org. (2019). El Kitabı mineraloji. [çevrimiçi] Şu adreste mevcuttur: http://www.handbookofmineralogy.org [4 Mart 2019'da erişildi].
- Mindat.org. (2019): Maden bilgileri, verileri ve yerleri.. [çevrimiçi] Şu adresten erişilebilir: https://www.mindat.org/ [Erişim. 2019].
- Smith.edu. (2019). Yerbilimleri | Smith Koleji. [çevrimiçi] Şu adresten erişilebilir: https://www.smith.edu/academics/geosciences [Erişim tarihi 15 Mart 2019].
