توزيع حجم الجسيمات
يشير توزيع حجم الجسيمات إلى نسبة الجسيمات (معبرًا عنها كنسبة مئوية) في الكاولين الطبيعي ضمن نطاق محدد من أحجام الجسيمات المختلفة (معبرًا عنها بحجم الشبكة بالملليمترات أو الميكرومترات). تُعد خصائص توزيع حجم جسيمات الكاولين ذات أهمية بالغة لانتقائية الخامات وتطبيقاتها في العمليات الصناعية. يؤثر حجم الجسيمات بشكل كبير على لدونة الكاولين، ولزوجة الطين، وسعة التبادل الأيوني، وأداء التشكيل، وأداء التجفيف، وأداء التلبيد. يتطلب خام الكاولين معالجة تقنية، وقد أصبح سهولة معالجته للوصول إلى النعومة المطلوبة أحد معايير تقييم جودة الخام. لكل قطاع صناعي متطلبات محددة لحجم الجسيمات ونعومتها لاستخدامات الكاولين المختلفة. ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، يُشترط أن يكون حجم جسيمات الكاولين المستخدم في الطلاء أقل من 2 ميكرومتر، وأن تتراوح نسبة الجسيمات الدقيقة (m) بين 90 و95%، بينما يُشترط أن يكون حجم جسيمات الكاولين المستخدم في حشو صناعة الورق أقل من 2 ميكرومتر، وأن تتراوح نسبة الجسيمات الدقيقة (m) بين 78 و80%.
اللدونة
يمكن للطين المتكون من الكاولين والماء أن يتشوه تحت تأثير قوة خارجية، وبعد زوال هذه القوة، يحتفظ بخاصية التشوه هذه، والتي تُعرف باللدونة. تُعد اللدونة أساس عملية تشكيل الكاولين في المواد الخزفية، كما أنها المؤشر التقني الرئيسي لهذه العملية. عادةً ما يُستخدم مؤشر اللدونة (W) ومؤشر اللدونة (W) لتمثيل مقدار اللدونة. يشير مؤشر اللدونة إلى محتوى الرطوبة عند حد السيولة لمادة طين الكاولين مطروحًا منه محتوى الرطوبة عند حد اللدونة، ويُعبر عنه كنسبة مئوية، أي W = 100 (W = حد السيولة - W = حد اللدونة). يُمثل مؤشر اللدونة قابلية تشكيل مادة طين الكاولين. يمكن قياس الحمل والتشوه الذي تتعرض له كرة الطين أثناء الضغط والسحق مباشرةً باستخدام مقياس اللدونة، ويُعبر عنه بوحدة كجم·سم. غالبًا، كلما ارتفع مؤشر اللدونة، كانت قابلية التشكيل أفضل. يمكن تقسيم لدونة الكاولين إلى أربعة مستويات.
قوة اللدونة، مؤشر اللدونة، مؤشر اللدونة
مرونة عالية > 153.6
لدونة متوسطة 7-152.5-3.6
اللدونة الضعيفة 1-7<2.5<بعدم اللدونة<1
الترابطية
تشير قابلية التماسك إلى قدرة الكاولين على الاندماج مع المواد الخام غير اللدنة لتكوين كتل طينية لدنة ذات قوة تماسك معينة بعد التجفيف. ويتم تحديد هذه القدرة بإضافة رمل كوارتز قياسي (بتركيبة كتلية تتكون من حبيبات بحجم 0.25-0.15 مم بنسبة 70% وحبيبات بحجم 0.15-0.09 مم بنسبة 30%) إلى الكاولين. ويُستخدم أعلى محتوى من الرمل الذي يحافظ على شكل كرة طينية لدنة، بالإضافة إلى قوة الانحناء بعد التجفيف، لتحديد ارتفاعها. وكلما زادت كمية الرمل المضافة، زادت قدرة الكاولين على التماسك. وعادةً ما يتميز الكاولين ذو اللدونة العالية بقدرة تماسك عالية أيضًا.
أداء التجفيف
يشير أداء التجفيف إلى أداء طين الكاولين أثناء عملية التجفيف. ويشمل ذلك انكماش التجفيف، وقوة التجفيف، وحساسية التجفيف.
يشير انكماش التجفيف إلى انكماش طين الكاولين بعد التجفيف. يخضع طين الكاولين عادةً للتجفيف عند درجات حرارة تتراوح بين 40 و60 درجة مئوية، ولا تتجاوز 110 درجة مئوية. نتيجةً لتبخر الماء، تتقلص المسافة بين جزيئات الطين، مما يؤدي إلى انكماش طول وحجم العينة. ينقسم انكماش التجفيف إلى انكماش خطي وانكماش حجمي، ويُعبّر عنه كنسبة مئوية للتغير في طول وحجم طين الكاولين بعد التجفيف حتى الوصول إلى وزن ثابت. يتراوح انكماش التجفيف للكاولين عادةً بين 3 و10%. كلما كان حجم الجزيئات أدق، وزادت مساحة السطح النوعية، وتحسنت اللدونة، زاد انكماش التجفيف. يختلف انكماش النوع نفسه من الكاولين باختلاف كمية الماء المضافة.
لا تقتصر متطلبات صناعة السيراميك على اللدونة والالتصاق وانكماش التجفيف وقوة التجفيف وانكماش التلبيد وخصائص التلبيد ومقاومة الحريق وبياض الكاولين بعد الحرق فحسب، بل تشمل أيضًا الخصائص الكيميائية، وخاصة وجود العناصر الملونة مثل الحديد والتيتانيوم والنحاس والكروم والمنغنيز، والتي تقلل من بياض الكاولين بعد الحرق وتنتج بقعًا.
تاريخ النشر: 16 أغسطس 2023

