Kaolin (Caolanh) là gì ?

Kaolin (cao lanh) là một khoáng sản phi kim được hình thành do quá trình phong hóa của phenpat chủ yếu là octodaz và anbit. Quá trình phong hóa trên được gọi là quá trình kaolin hóa.
Thành phần hóa học Kaolin:
    - Công thức hóa học: Al2O3.2SiO2.2H2O
    - Thành phần lý thuyết: Al2O3: 39,48%; SiO2: 46,6%; H2O: 13,92%
    - Tỷ trọng: 2,57 - 2,61
    - Độ cứng: 1 - 2,5
Kích thước hạt (đo bằng kính hiển vi điện tử): dài rộng: khoảng 0,1 - 1, dầy khoảng 0,02 - 0,1 theo quan niệm của Vicnatski, chính là axit nhôm - silic có công thức: H2Al2SiO8H2O trộn với nước, kaolin biến thành một dạng bùn nhão, dẻo dạng hồ, hòa loãng để khuếch tán trong H2O.

Quá trình phân giải từ tràng thạch thành kaolin
     Dưới góc độ hóa học, phenpat phân giải thành kaolin theo phương trình phản ứng sau:

         K2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 + H2O    ------->     Al2O3.2SiO2.2H2O + K2O3 + 4SiO2
         CaO.Al2O3.6SiO2 + CO2 + H2O    ------->     Al2O3.2SiO2.2H2O + CaCO3 + 4SiO2.

     Trong quá trình phong hóa, do tác động của CO2 và H2O liên kết giữa Al2O3 và SiO2 không bị bẻ gẫy và rất bền vững, do đó phân tử kaolin chịu thuỷ phân cao, không hòa tan trong nước và trầm tích thành mỏ có lẫn SiO2. Đối với phenpat kiềm thổ, ngoài SiO2 còn lẫn CaCO3 (nếu pH của môi trường phong hóa nhỏ hơn 7 thì CaCO3 từ từ phân giải cho CaO và cho CO2. Chính CO2 này lại là tác nhân tiếp tục phong hóa phenpat).

Ứng dụng kaolin: Được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
- Công nghiệp dược, mỹ phẩm
- Công nghiệp giấy
- Sản xuất gạch ceramic
- Công nghiệp gốm sứ, vật liệu chịu lửa
- Công nghiệp luyện kim
- Chất tẩy trắng dầu mỡ
- Sứ cách điện
- Tổng hợp Zeolit
- v.v...

Trữ kaolin ở Việt Nam dự báo khoảng 15 triệu tấn, hàm lượng Al2O3 trong kaolin khoảng từ 29-38%. Quặng kaolin tập trung chủ yếu ở các tỉnh như Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Quảng Ninh, Tuyên Quang, Lâm Đồng, Đồng Nai.

Ví dụ: Giới thiệu về Kaolin Đà Lạt Lâm Đồng: được hình thành do quá trình phong hóa của natri - canxi phenpat, trong đó phenpat kiềm chiếm ưu thế (albite)... Thường phân bố dài khoảng 5 đến 10km, với bề dày khoảng 5 đến 10m. Kaolin Đà Lạt tập trung ở Prenn và Trại Mát. Bảo Lộc có một ít phân bố ở xã Lộc Bắc.

1. Kaolin Prenn: Kaolin Prenn có tính chất cơ lý hóa khác với kaolin Trại Mát. Kaolin Prenn là dạng kaolin bán phong hóa. Trong kaolin Prenn còn lẫn những vi thể phenpat. Do đó nhiệt độ kết khối thấp hơn kaolin Trại Mát vì hàm lượng nhôm thấp và sắt tương đối cao (Al2O3: 17 - 21,5%; Fe2O3: 1,00 - 2%).
Trữ lượng kaolin Prenn khoảng 5-7 triệu tấn.
Kaolin Prenn được sử dụng tốt trong công nghiệp gốm sứ dân dụng.

2. Kaolin Trại Mát: Kaolin Trại Mát ở dạng phong hóa phenpat triệt để, do đó ở dạng nguyên khai có độ trắng hơn nhiều so với kaolin Prenn. Ở dạng nguyên khai có nhiều sắt hơn (SiO2: 70-75%). Một đôi vỉa hàm lượng sắt Fe2O3 < 0,5%. Tỷ lệ thu hồi qua tuyển lọc thấp (40-50%). Trữ lượng kaolin Trại Mát ước khoảng 4-6 triệu tấn.
Kaolin Trại Mát là nguyên liệu tốt để làm vật liệu chịu lửa, sứ cách điện và sứ dân dụng cao cấp.
Để biết thêm chi tiết có thể tham khảo một số tài liệu sau:
1. Đất sét trong công nghiệp - Phan Văn Tường - NXB Khoa học kỹ thuật- Hà Nội
2. Kỹ Thuật sản xuất gốm sứ - Phạm Xuân Yên - NXB Khoa học kỹ thuật- Hà Nội