Cao lanh là một loại khoáng chất phi kim loại, là một loại đất sét và đá sét chủ yếu bao gồm các khoáng chất sét thuộc nhóm kaolinit. Do vẻ ngoài trắng và mịn, nó còn được biết đến với tên gọi đất Bạch Vân. Tên gọi này được đặt theo tên làng Gaoling ở Kinh Đức Trấn, tỉnh Giang Tây.

Cao lanh nguyên chất có màu trắng, mịn và mềm, với các đặc tính vật lý và hóa học tốt như tính dẻo và khả năng chống cháy. Thành phần khoáng chất của nó chủ yếu bao gồm kaolinit, halloysit, hydromica, illit, montmorillonit, cũng như các khoáng chất như thạch anh và feldspar. Cao lanh có phạm vi sử dụng rộng rãi, chủ yếu được dùng trong sản xuất giấy, gốm sứ và vật liệu chịu lửa, tiếp theo là sơn phủ, chất độn cao su, men tráng và nguyên liệu xi măng trắng. Với số lượng nhỏ, nó được sử dụng trong nhựa, sơn, chất màu, đá mài, bút chì, mỹ phẩm hàng ngày, xà phòng, thuốc trừ sâu, dược phẩm, dệt may, dầu khí, hóa chất, vật liệu xây dựng, quốc phòng và các ngành công nghiệp khác.

Đặc điểm quy trình
Độ trắng gấp lại Độ sáng

Độ trắng là một trong những thông số chính đánh giá hiệu suất công nghệ của cao lanh, và cao lanh có độ tinh khiết cao sẽ có màu trắng. Độ trắng của cao lanh được chia thành độ trắng tự nhiên và độ trắng sau nung. Đối với nguyên liệu gốm sứ, độ trắng sau nung quan trọng hơn, và độ trắng sau nung càng cao thì chất lượng càng tốt. Quy trình sản xuất gốm sứ quy định rằng sấy ở 105 ℃ là tiêu chuẩn phân loại độ trắng tự nhiên, và nung ở 1300 ℃ là tiêu chuẩn phân loại độ trắng sau nung. Độ trắng có thể được đo bằng máy đo độ trắng. Máy đo độ trắng đo độ sáng của ánh sáng có bước sóng từ 3800-7000Å (tức là 1 angstrom = 0,1 nanomet). Trong máy đo độ trắng, độ phản xạ của mẫu thử được so sánh với độ phản xạ của mẫu chuẩn (như BaSO4, MgO, v.v.), cho ra giá trị độ trắng (ví dụ: độ trắng 90, tương đương với 90% độ phản xạ của mẫu chuẩn).

Độ sáng là một thuộc tính của quá trình tương tự như độ trắng, tương đương với độ trắng dưới bức xạ ánh sáng có bước sóng (angstrom) 4570Å.

Màu sắc của cao lanh chủ yếu liên quan đến các oxit kim loại hoặc chất hữu cơ có trong đó. Thông thường, nếu chứa Fe2O3, nó có màu đỏ hồng và vàng nâu; nếu chứa Fe2+, nó có màu xanh nhạt và xanh lục nhạt; nếu chứa MnO2, nó có màu nâu nhạt; nếu chứa chất hữu cơ, nó sẽ có màu vàng nhạt, xám, xanh lam, đen và các màu khác. Những tạp chất này tồn tại, làm giảm độ trắng tự nhiên của cao lanh. Trong đó, các khoáng chất sắt và titan cũng có thể ảnh hưởng đến độ trắng sau khi nung, gây ra các vết màu hoặc vết chảy trên đồ sứ.

Phân bố kích thước hạt gấp
Phân bố kích thước hạt đề cập đến tỷ lệ các hạt trong cao lanh tự nhiên nằm trong một phạm vi liên tục nhất định của các kích thước hạt khác nhau (được biểu thị bằng milimét hoặc micromet), được biểu thị bằng phần trăm. Đặc điểm phân bố kích thước hạt của cao lanh có ý nghĩa rất lớn đối với tính chọn lọc và ứng dụng trong quá trình chế biến quặng. Kích thước hạt của nó ảnh hưởng đáng kể đến độ dẻo, độ nhớt của bùn, khả năng trao đổi ion, hiệu suất tạo hình, hiệu suất sấy và hiệu suất nung. Quặng cao lanh cần được xử lý kỹ thuật, và việc có dễ dàng xử lý đến độ mịn yêu cầu hay không đã trở thành một trong những tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng quặng. Mỗi ngành công nghiệp có các yêu cầu cụ thể về kích thước hạt và độ mịn của cao lanh cho các mục đích khác nhau. Nếu ở Hoa Kỳ, cao lanh dùng làm lớp phủ phải có kích thước nhỏ hơn 2 μm, thì hàm lượng μm chiếm 90-95%, và vật liệu độn giấy phải có kích thước nhỏ hơn 2 μm, thì hàm lượng μm chiếm 78-80%.

Liên kết gấp
Độ bám dính đề cập đến khả năng của cao lanh kết hợp với các nguyên liệu thô không dẻo để tạo thành khối bùn dẻo và có độ bền khô nhất định. Việc xác định khả năng kết dính bao gồm việc thêm cát thạch anh tiêu chuẩn (với thành phần khối lượng gồm các hạt có kích thước 0,25-0,15 mm chiếm 70% và các hạt có kích thước 0,15-0,09 mm chiếm 30%) vào cao lanh. Dựa trên hàm lượng cát cao nhất mà vẫn duy trì được khối bùn dẻo và độ bền uốn sau khi khô, lượng cát thêm vào càng nhiều thì khả năng kết dính của cao lanh càng mạnh. Thông thường, cao lanh có độ dẻo cao cũng có khả năng kết dính mạnh.

Keo dán gấp
Độ nhớt là đặc tính của chất lỏng cản trở dòng chảy tương đối do ma sát nội bộ. Độ lớn của ma sát nội bộ (tác động lên 1 đơn vị diện tích) được biểu thị bằng độ nhớt, đơn vị là Pa·s. Việc xác định độ nhớt thường được đo bằng nhớt kế quay, đo tốc độ quay trong bùn cao lanh có hàm lượng chất rắn 70%. Trong quá trình sản xuất, độ nhớt có ý nghĩa rất quan trọng. Nó không chỉ là một thông số quan trọng trong ngành công nghiệp gốm sứ mà còn có tác động đáng kể đến ngành công nghiệp sản xuất giấy. Theo dữ liệu, khi sử dụng cao lanh làm lớp phủ ở nước ngoài, độ nhớt yêu cầu phải khoảng 0,5 Pa·s đối với lớp phủ tốc độ thấp và nhỏ hơn 1,5 Pa·s đối với lớp phủ tốc độ cao.

Tính chất thixotropy đề cập đến đặc điểm của hỗn hợp sệt đã được làm đặc thành dạng gel và không còn chảy nữa, sau khi chịu tác động của lực sẽ trở nên lỏng hơn, rồi dần dần đặc lại về trạng thái ban đầu sau khi ở trạng thái tĩnh. Hệ số độ đặc được sử dụng để biểu thị kích thước của nó, và được đo bằng nhớt kế dòng chảy và nhớt kế mao dẫn.

Độ nhớt và tính chất thixotropy có liên quan đến thành phần khoáng chất, kích thước hạt và loại cation trong bùn. Nói chung, bùn có hàm lượng montmorillonite cao, hạt mịn và natri là cation trao đổi chính thường có độ nhớt và hệ số làm đặc cao. Do đó, trong quá trình sản xuất, các phương pháp như thêm đất sét có độ dẻo cao và cải thiện độ mịn thường được sử dụng để cải thiện độ nhớt và tính chất thixotropy, trong khi các phương pháp như tăng hàm lượng chất điện giải pha loãng và nước được sử dụng để giảm chúng.