高岭土是土壤还是岩石？ 高岭石是什么矿物

网上有很多关于高岭土是土壤还是岩石？的问题，也有很多人解答有关高岭石是什么矿物的知识，今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

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一、高岭土是土壤还是岩石？

二、高岭石族矿物的矿物学特征

三、高岭石族

一、高岭土是土壤还是岩石？

高岭土俗称瓷土，是一种以高岭石或水合高岭石为主要矿物成分的软质粘土。它是在景德镇以东45公里的不动首次被发现的。高岭土是铝硅酸盐岩石风化、淋滤、淋溶和外生沉积形成的粘土，或是围岩热液蚀变的产物。其主要化学成分是氧化铝和二氧化硅，还有少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠和氧化锰。

高岭土呈白色，含杂质时呈黄色、灰色、浅灰色，特别是氧化铝含量较高。它的烧结和烧瓷温度比瓷石高得多，1400也烧不出来。古代的烧制温度使其不可能变成瓷器，烧制后呈白色。

二、高岭石族矿物的矿物学特征

高岭石矿物主要包括高岭石、珍珠石、地开石和埃洛石。珍珠质岩很少见到，仅在酸性凝灰岩蚀变形成的高岭土中偶尔见到。硅藻土也只存在于蚀变形成的高岭土矿床中。埃洛石是一种含有层间水的高岭石。前三种化合物的化学分子式为Al4 [Si4o10] (OH) 8，后者的组成为Al4 [Si4o10] (OH) 8.2 ~ 4h2o。一、高岭石的矿物学特征

1.高岭石的晶体结构特征。

高岭石的晶体结构是典型的11八面体层状硅酸盐，即由二氧化硅四面体片和“氢氧化铝”的八面体片连接而成的结构层沿C轴堆积，在A轴和B轴方向连续延伸。所有硅氧四面体的尖端都指向同一个方向，指向铝氧八面体。硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片通过共同的氧原子连接。

高岭石的单位晶体层在一侧具有OH层，在另一侧具有O层。OH键具有强极性，晶体层通过氢键结合。强氢键(O-OH=0.289 nm)加强了结构层之间的连接(图1-10)。而且夹层表面一面是与硅相连的四面体氧，另一面是八面体上的羟基，所以存在不对称效应，使得夹层具有很强的结合力。

因此，晶体层间连接紧密，晶体层间间距仅为0.72nm，所以高岭石的分散性低，性能相对稳定，几乎不存在晶格替代现象。显微镜下高岭石具有六方鳞片结构。层间没有可交换的阳离子。

图1-10高岭石的晶体结构[12]由于高岭石具有上述晶体结构的特点，阳离子交换容量小，水不易进入晶体层中间，因此是一种非膨胀性粘土矿物。其水化性能差，制浆性能差。

在实际的高岭石结构中，因为“片钠铝石”片的变形和尺寸(A0=5.06，B0=8.62)不适合二氧化硅四面体片的尺寸(A0=5.14，B0=8.93)，所以四面体片中的四面体必须经历轻微的相对旋转和翘曲，才能与变形的“片钠铝石”片配置。高岭石中结构层的堆叠不是平行重叠，而是相邻的结构层沿A轴错开1/3a，并以不同的角度旋转[13]。

因此，高岭石有不同的类型(表1-9)。最常见的高岭石多型体是高岭石1Tc，其次是地开石和珍珠陶石，而高岭石1M多型体很少见。此外，还有C轴无序高岭石。一般高岭石是指高岭石1Tc。

高岭石的结构特征决定了它有五种面[14 ~ 15]: 棱面，也叫端面，由颗粒的几何形状决定；(2)外表面由二氧化硅表面组成；(3)外表面由氧化铝表面组成；由羟基组成的内表面；由二氧化硅表面组成的内表面(图1-10、1-11)。表1-9高岭石多晶型和晶体结构参数注：1=0.1 nm。图1-11高岭石的二氧化硅和氧化铝表面[16]

高岭石表面化学键不平衡，使离子优先溶解、吸附、解离，从而使表面带电。一般来说，高岭石晶体有一个净负电荷。为了保持电中性，吸附反离子在固/液界面形成双电层，这是高岭石的重要表面性质之一。高岭石表面活性基团的高反应性是高岭石作为填料的理论基础。2.高岭石的化学组成特征

高岭石的晶体化学式为Al4 [Si4O10] (OH) 8，理论化学成分为SiO246.4%，Al2O339.0%，H2O13.6%。它含有吸附水、层间水和结晶水。表面有许多活性基团，如Si-O、Al-O、Al-OH等。它的化学成分一般比较简单，只有少量的Mg和Fe取代八面体中的al，Al和Fe取代Si的量很少。高岭石由于晶格边缘的键断裂，可以引起少量的阳离子交换。3.电镜下的形态特征

在电子显微镜下，高岭石为自形、假六角片状、半自形、鳞片状或其它形状的片状晶体。鳞片大小通常为0.05 ~ 2微米。结晶有序度高的高岭石2M1尺度可达0.1 ~ 0.5 mm，结晶有序度最高的高岭石2M2尺度可达5 mm.高岭石聚集体通常为片状、蠕虫状、鳞状、书状(器官状)聚集体和放射状聚集体。4.物理性能

高岭石为纯白色，因有杂质可染成深浅不一的黄、灰、绿、棕等色。致密块状呈土状光泽或蜡状光泽。具有{001}极完美解理，硬度2.0 ~ 3.5，密度2.60 ~ 2.63g/cm3。高岭石的致密团块(聚集体)干燥后有粗糙感和吸水性。湿态是塑性的，但加水不膨胀。阳离子交换性能差，由于断键只能在颗粒边缘产生少量交换。

因此，交换容量随着粒径的减小而增大，一般阳离子交换容量为1 ~ 10 mmol/100 g。

5.X射线衍射特征

高岭石的X射线衍射谱以强的底面反射为特征。高岭石1Tc的底面反射有d0017.15，d0023.58，d0032.38，d0041.78。高岭石2M1显示比大多数高岭石1Tc更强的反射和更清晰的衍射图，但不出现d00114反射，高岭石2M2的反射比高岭石1Tc和高岭石2M1都弱，且部分反射峰成宽带出现。有序度高结晶好的高岭石的X射线衍射图的特点是峰形窄、锐而对称，并且强度大，背景低。

随着结晶程度由有序向无序变化，反射峰的强度逐渐减弱乃至泯灭。并且峰形也逐渐变为不对称。

6.热分析特征

高岭石在加热过程中有两个主要的热效应。差热曲线上600左右大的吸热谷是由于晶格上羟基的脱出并伴随晶格所引起的，脱羟基温度随高岭石的结晶有序度的增高而增高。脱羟基后形成非均质物质。980左右的放热峰是非晶质物生成-氧化铝、方石英和莫来石新相引起的。

7.物化特征

（1）粒度

高岭石粘土的粒度分布通常在0.25m，高岭石粒度大小与高岭石矿物的结晶程度有关，结晶好的高岭石粒度较大，而其中高岭石2M2的粒度常大于高岭石2M1的粒度，并数高岭石1Tc的粒度最小。高岭石的粒度对高岭石粘土的可塑性、泥浆黏度、离子交换量、成型性、干燥性、烧结等性能均有很大的影响。

一般高岭石粘土粒度越细，可塑性越好，干燥强度越高，易于烧结，烧后气孔率小，机械强度高。

（2）可塑性

可塑性是高岭石粘土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是重要的工业技术指标。影响高岭石粘土可塑性的因素主要有：粒度、阳离子交换容量、颗粒的形状、杂质。

一般来说，高岭石的粒度越细，分散程度越大，比表面积也越大，则可塑性越好；高岭石的阳离子交换容量越大，可塑性越好；高岭石颗粒的形状若是薄片状，则易于结合和相对滑动，比板状、柱状等其他形状的颗粒具有更高的可塑性；高岭石粘土中若含石英、长石等碎屑矿物杂质时，将降低可塑性；含蒙脱石，水铝英石或有机物时将提高可塑性。

根据高岭石粘土的可塑性指标（S）可把其划分成低可塑性高岭石粘土（S2.5），中可塑性高岭石粘土（S2.53.6），高可塑性高岭石粘土（S3.6）。通常，高岭石粘土具中、低可塑性，比蒙脱石的可塑性低。当高岭石粘土加热至400700时，其可塑性消失。

（3）烧结性

高岭石粘土的烧结性是制造陶瓷产品所必须具备的重要工艺指标之一。所谓烧结是指物体被加热到一定温度后，由于易熔物所产生的液相充填在未熔颗粒之间的空隙中，靠其表面张力使气孔率下降、密度提高、体积收缩，从而变成致密、坚硬如石的性能。当气孔率下降到最低值、密度达到最大值时的状态称为烧结状态，此时对应的温度称为烧结温度。

高岭石粘土的烧结属液相烧结。影响烧结的因素很多，主要与陶瓷制作过程以及泥坯中其他矿物的含量有关。从矿物成分看，伊利石粘土、蒙脱石粘土比高岭石粘土易于烧结；从化学成分上看，碱性氧化物多、游离SiO2少的泥坯易于烧结；从陶瓷生产的角度，希望烧结温度低，烧结范围宽。这样一方面节能，另一方面便于操作控制。

通常使用高岭石粘土其烧结温度10001500为宜；在工艺上，可以用掺配助熔剂原料或采用不同类型的高岭石粘土按比例掺配的办法来控制烧结温度和烧结范围。

（4）耐火度

高岭石粘土具有较高的耐火度，一般可达1750以上。因此，亦属耐火粘土。当高岭土中含有水云母、长石等时，会降低其耐火度。一般说来，随Al2O3含量的增加，耐火度增高，随碱性氧化物、铁的氧化物的含量增加，耐火度降低。

（5）电绝缘性

高岭石粘土可用做高频瓷、电绝缘用瓷的矿物原料，具有良好的电绝缘性。

（6）化学稳定性

高岭石粘土具有较强的化学稳定性和一定的耐碱能力，这是用作填料主要的性能指标之一。

（7）与有机质相互作用

高岭石可与许多极性有机分子（如；甲酰胺HCONH2、乙酰胺CH3CONH2、尿素NH2CONH2等）相互作用产生高岭石—极性有机分子插层复合体。有机分子可进入层间域，并与结构层两表面以氢键相连结。其结果，一是使高岭石的结构单元层厚度增大；二是改变了高岭石的表面性质（如亲水性）等。目前，已成为国内外的研究热点。

二、埃洛石的矿物学特征

国际上，根据d值，将埃洛石分为10和7埃洛石。在我国，埃洛石最早是在四川溆永发现的，将其称为“溆永石”，在内蒙古乌海称为“乌海土”，1981年全国第一次粘土工作会议通过的我国第一个粘土矿物分类命名方案中，将halloysite直译为埃洛石13。同时，将10埃洛石定名为埃洛石，7埃洛石定名为变埃洛石。

1.埃洛石的晶体结构特征

埃洛石晶体属单斜晶系。自然界产出者多呈胶凝状块体，干燥后呈土状或尖棱状碎块，具平坦状或贝壳状断口。晶体结构与高岭石相似，但其堆积方式和含水性不同于高岭石。在水饱和的情况下，有2层水分子，但在常温常压下，当外界干燥，湿度不饱和时，便能失去一部分水而转化成变埃洛石。埃洛石和变埃洛石在电镜下呈管状或卷曲的球状、片状。

这是因为组成埃洛石的八面体片（OH）—（OH）间距为0.294nm，而四面体上的O—O的间距为0.255nm，二者并不等长，当二者互相叠置时，不能彼此适应，这就要求在外层的四面体片做适当的卷曲，以适应八面体的大小，因而形成管状或圆筒状。

在干燥环境下埃洛石的含水量减少，成为变埃洛石，其晶体形态介于高岭石与埃洛石之间，在电镜下呈破碎的管状，并常常发生塌扁、套管现象。

2.埃洛石的化学成分特征

埃洛石矿物的结构式为Al4Si4O10（OH）824H2O。理想的化学式为：Al2Si2O5（OH）44H2O，理论化学成分为：SiO240.85%，Al2O334.67%，H2O24.48%。

3.埃洛石的物理性质

纯净的埃洛石为白色，因含其他杂质被染成浅红、浅黄、灰色至黑色。硬度12，有滑感。块状者呈瓷状，具蜡状光泽，疏松土状者，光泽暗淡。密度2.1，完全脱水后可增至2.6。遇硫酸易溶解，脱水后不会再水化，只是管状体常发生收缩、崩裂、展开或管套管状。具有较强的阳离子吸附性。

4.X射线衍射特征

埃洛石的特征为：埃洛石的衍射峰少，峰形扩散，不对称，明显向高角度倾斜；埃洛石d001为1.01nm，埃洛石d002在图谱中不明显。

变埃洛石特征为：变埃洛石的X射线衍射图谱与结晶度差的b轴无序高岭石相似；d001衍射峰宽而不对称，d001值由0.714增至0.720.75nm；d020衍射峰强度超过d001衍射峰，d020衍射峰d值为0.442nm；d002衍射峰强度仅略低于d001。

5.热分析特征

埃洛石的差热曲线上有3个热效应：

1）低温吸热效应发生在128，吸热谷为V字形，是脱去层间水所致；

2）高温吸热反应发生在600，吸热谷型尖深，是脱去结构水所致；

3）放热反应，峰顶位于954，这是形成新相所致。

变埃洛石差热曲线上也有3个热效应：

1）低温吸热效应发生在100左右，谷形微弱呈缓波状，这是脱去残余层间水的显示；

2）高温吸热效应发生在600，这是由于脱去结构水所致的，表明晶体结构遭受破坏，谷形尖锐，热效应强烈；

3）放热峰尖位于960，比埃洛石稍高，峰形尖短，表明有新相的形成。

三、其他矿物

自然界地开石分布较广泛。颜色为灰白色、乳白色、瓷白色，微透明、半透明、透明状，珍珠光泽，有滑感。电镜下呈假六方片状、长板状、六角状或似宝塔状。显微镜下地开石为等轴微晶粒状集合体，粒径一般0.010.02mm。珍珠石分布很少，为长柱状细晶集合体，长轴一般为0.060.09mm，最长达0.15mm，晶粒宽0.0120.03mm，晶粒长轴顺岩脉延展方向或垂直于脉壁方向定向排列。

三、高岭石族

本族矿物为TO 型，二八面体型，层间无阳离子。根据层堆垛特点、层间物的不同，可分为高岭石、迪开石、珍珠陶石、埃洛石等。

前3 者结构层为平面延伸，无层间物，由于不同的层堆垛造成不同的变种或种，按常规观点，它们是同一矿物的不同多型，并不需单独命名，但由于历史原因，这3 个矿物名同时并存且沿用至今（表21-4）；埃洛石（或称多水高岭石，叙永石）层间含有或多或少的水分子，具有卷曲的球状或管状结构，即八面体片在内，四面体片在外的单元层卷曲结构（类似于蛇纹石）。

以下仅叙述高岭石。

高岭石（Kaolinite）

高岭石名称来自我国江西景德镇的高岭（山名），因该地所产的高岭石质地优良，在国内外久享盛名。

【化学组成】常有少量的Mg、Fe、Cr、Cu等代替八面体配位中的Al。Al、Fe3+代Si的数量通常很低。碱及碱土金属元素多为机械混入物。

【晶体结构】常见多型为1 Tc 型，三斜晶系；a0=0.154nm，b0=0.893nm，c0=0.737nm；=9148，=10442，=90；Z=1。结构属TO 型，二八面体型。层间域没有阳离子或水分子存在，氢键（O—OH=0.289nm）加强了结构层之间的联结〔见图21-47（c）〕。在实际的高岭石结构中，由于八面体片（a0=0.506nm，b0=0.862nm）与硅氧四面体片（a0=0.514nm，b0=0.893nm）的大小不完全相同。

因此，四面片中的四面体必须经过轻度的相对转动和翘曲才能与八面体片相适应。

表21-4 高岭石的多型

【形态】多为隐晶质致密块状或土状集合体。电镜下呈平行于（001）的假六方板状、半自形或他形片状晶体，集合体为鳞片状，通常鳞片大小为0.25m，厚度为0.052m。结晶有序度高的2M1型高岭石鳞片可达0.10.5m，结晶有序度高的2M2型鳞片可达5mm。

【物理性质】纯者白色，因含杂质可染成深浅不同的黄、褐、红、绿、蓝等各种颜色；致密块体呈土状光泽或蜡状光泽。{001}极完全解理。硬度2.03.5。相对密度2.602.63。土状块体具粗糙感，干燥时具吸水性（粘舌），湿态具可塑性，但不膨胀。阳离子交换性能差，只能由颗粒边缘的破键而引起微量交换。

【成因及产状】高岭石是粘土矿物中分布最广、最主要的组成之一。主要是由富含铝硅酸盐的火成岩和变质岩，在酸性介质的环境里，经受风化作用或低温热液交代变化的产物。如钾长石风化而生成高岭石的作用可用反应式表示如下：

结晶学及矿物学

【鉴定特征】致密土状块体易于以手捏碎成粉末，粘舌，加水具可塑性。灼烧后与硝酸钴作用呈Al反应（蓝色）。也可根据差热曲线和热失重曲线精确鉴定。

【主要用途】高岭石自古以来就被应用于陶瓷工业，它是陶瓷制品的最基本原料，主要利用的是它的可塑性（在陶瓷坯体中易成型），烧结性（在加热过程中易熔物产生液相充填于未熔颗粒空隙中，使气孔率下降而致密、坚硬），耐高温性，呈洁白色等性能。此外，在电器、建材、日用品及橡胶、造纸业等工业也有广泛应用。

高岭石的粒度对其工艺性能有很大影响，粒度越细，可塑性越好，越易烧结。如纸张涂布、高光洁油漆、油墨、特种陶瓷和橡胶用的一级涂布高岭石粘土，其粒度小于2m的部分不应低于80%。

以上就是关于高岭土是土壤还是岩石？的知识，后面我们会继续为大家整理关于高岭石是什么矿物的知识，希望能够帮助到大家！