خاک کائولن – کائولن چیست ؟

کائولن در صنایع مختلف ‌به‌عنوان ماده اولیه اصلی یا ماده جانبی در کنار دیگر مواد به کار می‌رود. 
کائولن دارای خواصی چون خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید، ثابت بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن، سایندگی و قیمت ارزان است.
مهم‌ترین کاربردهای کائولن ‌به‌عنوان رنگدانه در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، پلاستیک‌سازی، کاغذ‌سازی، رنگ‌سازی، لاستیک‌سازی، سرامیک‌سازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی به‌عنوان کاتالیزور، افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس، ظروف دارویی و حشره‌کش‌ها را می‌توان نام برد.
کائولن که برای کانسارهای رسی تقریبا سفید به‌کار می‌رود و از نظر صنعتی به رسی‌هایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند، اطلاق می‌شود. این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت یا فرآورده‌های به‌دست آمده از آن هستند. در گذشته اصطلاح خاک چینی ‌به‌عنوان مترادف کائولن استفاده می‌شد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج می‌شد.

تاریخچه:

در اواسط دوران تانگ، قبل از میلاد مسیح، صنعتگران چینی قدم های نخستین را در تصفیه و پاک نمودن مواد اولیه جهت تولید کالاهایی برتر و عاری از نقص برداشته بودند. این تحولات ابتدا منجر به ساخت برخی ظروف سفالین با سنگ‌نما به رنگ سفید شد که در تهیه آنها از خاک کائولن استفاده می‌گردید. آمیختن فلدسپات ها با کائولن منجر به تهیه ظروف مزبور گردید. که نوع بدنه آنها از استحکام، سفیدی متمایل به زرد و شفافیت متوسطی برخوردار بوده است.
به علت استقبال فراوان از این ظروف که با خاک کائولن تولید شده بود، عرضه آنها در بازارهای جهانی افزایش پیدا کرد. اولین کارخانجات صنعتی ظروف پرسیلن یا چینی  در چینگ ـ ته ـ چن تأسیس شد که صدها سال در این زمینه فعالیت می‌کردند. یکی از کشفیات قابل توجهی که در آن زمان حاصل گردید و بعدها مورد تقلید و دوباره سازی سایر صنعتگران قرار گرفت. استفاده از کبالت بخاطر رنگ آبی حاصل از آن در ترسیم نقوش بر روی ظروف مزبور بود. کبالت قبلاً بوسیله ایرانیان بر روی ظروف سفالین مورد استفاده قرار گرفته و از طریق آنها نیز به صنعتگران چین منتقل شده بود. بطور کلی تمام مراحل ساخت، اصول اولیه و فرمول چگونگی تهیه چینی آلات همیشه نزد چینیان مخفی نگهداشته می شد و آنها همواره این اسرار را بصورت گنجی پاسداری می کردند.

مشخصات کائولن:

کائولن یک اصطلاح اقتصادی است که برای کانسارهای رسی تقریباً سفید به کار می رود و از نظر صنعتی به رسی هایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند،اطلاق می‌شود.
این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت و یا فرآورده های بدست آمده از آن می باشند. در گذشته اصطلاح خاک چینی به عنوان مترادف کائولن استفاده می شد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج می شده است.
کائولن از مجموعه کانی های رسی بوده و فرمول شیمیایی آن H4Al2Si2O9 می باشد.کانی های کائولن شامل کائولینیت، دیکیت، ناکریت و هالوزیت می باشد. فراوان ترین کانی این گروه کائولینیت می باشد. همه این کانی ها جزء کانی های آلومینو- سیلیکات می باشند که در سیستم مونوکلینیک و یا تری کلینیک متبلور می شوند. از مهم ترین خصوصیات کانی شناسی رس های کائولن نرمی و عدم سایندگی آنها می باشد. سختی کائولن در مقیاس موهر در حدود ۲-۵/۲ می باشد. این نرمی در کاربردهای صنعتی آن یک مزیت محسوب می شود.
رس های کائولن اکثراً از آلتراسیون کانی های آلومینیوم سیلیکات در نواحی گرم و مرطوب بوجود می آیند. فلدسپات ها از جمله کانی های عمومی منشاء پیدایش آنها می باشد. پلاژیوکلاز فلدسپارها (سدیم یا پتاسیم) معمولاً در ابتدا کائولینه می شوند. فلدسپارهای پتاسیک به کندی آلتره شده و تولید کائولن های مخلوط با سریسیت دانه ریز، ایلیت یا هیدروموسکویت می کند.
کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.
آمریکا، روسیه، جمهوری چک و برزیل بزرگ ترین تولید کنندگان کائولن می باشند.
به طور خلاصه خصوصیات مهم کائولن، که مصارف متعدد آن را سبب شده است می توان به صورت زیر نام برد:
۱٫ از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات PH بدون تغییر می ماند.
۲٫ داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.
۳٫ دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب
۴٫ نرمی و غیر سایشی بودن آن
۵٫ قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما
۶٫ قیمت ارزان
کانی های کائولن:

• کائولینیت Kaolinit :
کائولن با نام کانی شناسی کائولینیت با فرمول شیمیایی  Al4(  Si4O10 ) ( OH)8  در سیستم تری کلینیک و سختی حدود ۵/۲-۱، دارای ۵/۳۹ درصد Al2O3،۵/۴۶ درصد SiO2 و ۱۴ درصد آب بوده و وزن مخصوص ۶/۲ – ۱/۲ گرم بر سانتی مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفید مایل به زرد و گاهی هم کمی سبز یا آبی رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوی شدید خاک می دهد. این کانی اغلب دارای پلاستیسیته بوده و عملاً در آب، اسیدهای سرد و رقیق، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک گرم و غلیظ و ئیدروکسیدهای قلیایی نامحلول حل می شود.
اغلب ذخایر کائولینی در اثر هوازدگی و تجزیه سنگهای ولکانیکی حاوی سیلکات آلومینیوم بوجود می آیند. سنگهای گرانیتی، گنایس ها، کوارتز، پورفیری ها و همچنین رسوبات حاوی فلدسپات ها، میکا و زئولیت جهت ایجاد کائولینیت مناسب می باشند که در اثر هوازدگی و تجزیه شیمیائی مواد قلیائی و مقداری از SO2 خارج شده و کوارتز و سایر کانی های همراه بصورت ترکیب باقی می مانند.
کائولن ممکن است نتیجه آلتراسیون هیدروترمال باشد. در این صورت، محلول هیدروترمال سردتر از ۳۰۰ درجه سانتی گراد در داخل سنگهای با فلدسپات بالا، سبب شستن یون های + Ca++,K+, Na  و سایر کاتیون ها و رسوب آنها با +H بیشتر می شود. اغلب این گونه ذخایر در ارتباط با سیستم متئوریک هیدروترمال، که حرارت از سنگهای ولکانیکی مشتق می شود، می باشند.
ذخایر بزرگی از کائولینیت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجی ترین قسمت های سیستم هیدروترمالی، مرتبط با باتولیت های گرانیتی وجود دارند که به عمق چندین کیلومتر تشکیل شده اند.
کائولینیت در مقایسه با ناکریت- دیکیت از نظم کمتری برخوردار است و به همین دلیل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزیت در مقایسه با بقیه کوچکتر است. کائولینیت در زون های هوازده و آلتراسیون سنگ های آذرین و دگرگونی به ویژه فلدسپارها تشکیل می شود.
• رس توپی:
رس توپی یک نوع سنگ رسوبی است که حاوی کائولینیت و مقدار جزئی ایلیت، کلریت، کوارتز و مونتموریونیت است. ذرات کائولینیت در رس توپی در مقایسه با سایر منابع رس دار کوچکتر است. مقدار کائولینیت رس توپی۲۰ تا ۹۵ درصد، کوارتز آن ۱۰ تا ۷۰ درصد و ایلیت و کلریت آن ۵ تا ۴۵ درصد است. مواد آلی، مونتموریونیت، ترکیبات اهن، اکسید تیتان و نمک های محلول از جمله ناخالصی های رس توپی هستند. رس توپی بیشتر همراه با لایه های زغال دار است و از آن جا که ذرات ریز کانی های رسی را به همراه دارد، خاصیت شکل پذیری آن بسیار خوب است. رنگ رس توپی قهوه ای مایل به سیاه است و مصارف آن عبارتند از : سرامیکهای بهداشتی، چینی های الکتریکی، انواع کاشی ها، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و دیرگدازها.
• هالوزیت:
هالوزیت نوعی کائولین است که به دو حالت آب دار و بدون آب یافت می شود و ترکیب نوع آب دار آن مشابه بقیه است و تنها دو مولکول اضافی آب دارد (۲SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخیص هالوزیت به کمک پراش اشعه ایکس امکان پذیر است. هالوزیت بیشتر در زون های آلتراسیون و بندرت در زون های هوازده ساپرولیت یافت می گردد. عمده مصارف آن در تهیه سیمان پورتلند و تهیه نسوزها و سرامیک است.
• دیکیت:
دیکیت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود و عمدتاً در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.
• ناکریت :
ناکریت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود. نحوه قرار گیری ورقه های کائولینیت در ناکریت منظم است و بر همین اساس بلورهای آنها بزرگترند و به سمت هالوزیت کاملاً بی نظم است (ناکریت- دیکیت- کائولینیت- هالوزیت). ناکریت کمیاب بوده و در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.
• خاک رس آتشخوار :
بیشتر خاک رس آتشخوار از کائولینیت تشکیل گردیده، کائولین در آن به خوبی متبلور می شد و نظم مطلوبی در شبکه آن وجود دارد. خاک رس آتشخوار، علاوه بر کائولین حاوی اکسید و هیدروکسیدهای آلومینیوم نیز هست. هر نوع خاکی که دمای بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد را تحمل کند و میزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاک رس آتشخوار معروف است. خاک رس آتشخوار به انواع شکل پذیر، نیمه شکل پذیر و بی شکل تقسیم می گردد. خاک رس آتشخوار، بیشتر در افقهای پایین لایه های زغال دار پیدا می شود.
مصرف عمده این خاک در تهیه آجرهای آتشخوار است که به شاموت معروفند. دیگر مصارف آن در ساخت قطعات کوره ها، دیگهای گرمابی و کاشی های نسوز است.

 بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.
در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.

کاربرد شیمیایی:
کائولن دارای آلومینا و سیلیکا است (افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، تولید فایبرگلاس، کاتالیزور و عمل کننده‌های کاتالیزور، ظروف دارویی، حشره‌کش‌ها، غذای حیوانات).
یکی از پرارزش‌ترین مصارف کائولن، ‌مصرف در صنایع شیمیایی و بویژه بعنوان کاتالیزور می‌باشد. در ایالات متحده امریکا حدود ۵ درصد کل مصرف کائولن در این زمینه صورت میپذیرد. خصوصیات کائولن مصرفی محدود به شرکت‌هایی می شود که از تکنولوژی خاص و پیشرفته برخوردار هستند و از مصارف عمده کائولن، استفاده بعنوان کاتالیزوز FCC در صنایع نفت و ساخت زئولیت مصنوعی است. ترکیبات آلومینیوم از جمله سولفات آلومینیوم که در صنعت کاغذ سازی و در تصفیه آب مصرف عمده دارند، از دیگر مصارف عمده کائولن در این بخش می باشد.
اصولاً مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در ایالات متحده امریکا،‌کشورهای اروپای غربی و برخی از کشورهای آسیایی از قبیل ژاپن، کره جنوبی صورت میگیرد. میزان مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در سال ۱۹۹۷ توسط ایالات متحده امریکا بالغ بر ۲۲۷ هزار تن بوده است که در سال ۱۹۹۸ با کمی کاهش به ۲۰۰ هزار تن رسیده است.
کائولن در داروسازی :
کائولن در صنعت داروسازی با ترکیب سیلیکات آلومینیوم آبدار شناخته شده است. این کانی در تهیه داروهای ضداسهال کاربرد دارد که این داروها هر ۴ ساعت یک بار و به مقدار ۲ تا ۶ گرم مصرف می شود. از کائولن برای تهیه پمادهای مسکن درد، کاهش دردهای التهابی و معالجه بیماری های معده و روده استفاده می شود.
داروهای مرکب از کائولن عبارتست از : شربت کائولن پکتن، شربت کائولن کودکان، شربت کائولن و مرفین، شربت کائولن و پماد کائولن می باشد.
داروهای حاوی کائولن ممکن است عوارض جانبی از قبیل : حساسیت مفرط با علائم سقوط فشار خون، کهیر، تب، درد مفاصل، تاول های سرخک مانند، ناراحتی های گوارشی، تهوع، سردرد داشته باشد و با قطع دارو از بین برود.

کائولن در مصالح ساختمانی :

کائولن در ساخت انواع مصالح ساختمانی بکار می رود. در برخی از این مصالح بعنوان ماده اصلی و در برخی بعنوان ماده کم اهمیت‌تر صرف می‌گردد. عموماً‌در این صنایع از کائولن نامرغوب استفاده می‌شود. از موارد مصرف کائولن در ساختمان سازی می توان از ساخت آجر، آجرنما، اتصالات لوله ساخته شده (از انواع رس‌ها) کاشی کف و دیواری، محصولات بهداشتی، پوشش سقف و استفاده در نمای ساختمانها نام برد. همچنین از کائولن در ساخت بعضی از آسفالت‌ها و موزائیک سقفی و نوعی کف پوش بنام لینولیوم، ساخت سیمان های سفید استفاده می گردد ولیکن در ساخت سیمان معمولی کاربردی ندارد.
کائولن بعنوان پر کننده و افزایش دهنده مقاومت مکانیکی در صنایع فیبر شیشه، پشم سنگ و سایر تولیدات عایق کننده بکار می‌رود. حجم کمی از کائولن نیز بعنوان پر کننده و تقویت کننده در صنایع دیوارهای پیش ساخته گچی و سایر تولیدات پیش یاخته بکار می رود.
استانداردها:
بهترین کائولن‌ها ۲۰ درصدناخالصی دارند. از این رو باید کائولن را تغلیظ کرد و مواد قلیائی (Na2O + K2O + CaO) آن را به کمتر از ۵/۱ درصد رسانید.
وجود عدسی های آهن‌دار و سنگهای ولکانیک آندزیتی تا بازالتی و فلدسپات های دگرسان نشده باعث پائین آمدن کیفیت کائولن می شود. سولفات کلسیم (گچ) نقطه ذوب کائولن را پائین می آورد.
حداکثر انقباض کائولن ۱۲ درصد است و برای بالا بردن آن می‌توان به آن مونت موریونیت افزود. کائولن مصرفی در کاشی سازی، در روند گامه‌های گوناگون شکل دادن و گرم کردن، ‌شکل‌پذری و تحمل حرارت، نباید با از دست دادن آب نقصان حجم پیدا کند،‌در غیر اینصورت برای این گونه صنایع کار آمد نیست. این پدیده که بعنوان چروک خوردن همراه با ایجاد ترک (Sherinkage) نام دارد، در صنایع کاشی سازی از اهمیتی ویژه برخوردار است.
کائولن مصرفی در صنعت باید دارای مشخصات عمومی زیر باشد :
۱- درصد آلومین (Al2O3) آن بایستی از ۳۰ درصد به بالا باشد تا مرغوبیت پیدا کند.
۲- میزان اکسیدهای آهن (Fe2O3) نباید از ۱ درصد بیشتر باشد.
۳- میزان تیتانیوم اکسید  (TiO2) باید به ۲/۰ درصد کاهش یابد.
۴- جمع اکسیدهای قلیایی نباید از ۲ درصد فراتر باشد.
۵- حداکثر میزان  کلسیم اکسید  ،  2/0درصد و منیزیم اکسید ،  3/0درصد باشد.
۶- افزایش میزان کائولینیت نسبت به سایر کانیهای موجود باعث مرغوبیت کائولن می شود. بطور معمول درصد این ماده خاکی باید از ۷۰ درصد بیشتر باشد.
۷- دیرگذاری کائولن باید در حدود ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد باشد.
۸- مدل گسیختگی(Modulus of Rupture)آن می بایست بیش از ۲kg/cm 10 باشد.
اگر کائولن آنقدر گرما بپذیرد تا پیوندش بشکند، Al2O3SiO2 بدست خواهد آمد که به آن مولیت و شاموت گویند (فرآورده‌ای که در تولید آجر نسوز بکار می‌رود).
نقطه گداز بالا،‌ظرفیت کم آب و پایداری در برابر دمای بالا سبب می‌شود تا کائولن ماده‌ای مهم در بین خاکهای رس نسوز بشمار آید. کائولن در صنایع چینی و سرامیک‌سازی به کنترل خواص شکل‌پذیری ماده خام کمک می کند و استحکام فرآورده را در برابر دما و گرما و خشکی بالا می‌برد و به صیقل‌پذیری سطح پوشیده شده کمک می کند.
کائولن مطلوب برای پوشش کاغذ باید سفید باشد و در آب به سرعت معلق شود. درجه غلظت پائین داشته باشد و دارای دانه‌بندی ریزی باشد. مقدار کوارتز کائولن باید کم باشد تا فرسایش ماشین‌آلات را کاهش دهد. کائولن شسته شده مرغوب بیشتر خواص بالا را دارد. یک راه ارزشیابی کائولن مرغوب در پوشش کاغذ، شفافیت آن است.
کائولن در لاستیک‌سازی وقتی به اندازه کمتر از ۱۸ درصد حجم بکار گرفته شود قدرت کشش لاستیک را بالا می‌برد و درجه از هم پاشیدن آن را کم می‌کند.
کیفیت مطلوب در کائولن مورد مصرف در صنعت سرامیک، درخشندگی خوب بعد از پخته شدن، مقاومت و شکل‌پذیری و درجه غلظت است.
رنگ سفید،خاصیت پوشش خوب، نرم بودن، نداشتن ویژگی سایندگی ،‌ ضریب هدایت حرارتی و الکتریکی پایین و قیمت به نسبت ارزان محسنات کائولن است.
صنعت کاغذ:
۵۰ % کائولن در صنعت کاغذ سازی استفاده می شود که در آن کائولن به اندازه ریز (۹۰% ذرات کوچکتر از ۲ میکرومتر) و درشت (۵۰% کوچکتر از ۲ میکرومتر) تقسیم شده و می‌بایست رس‌های با ویسکوزیته کم مورد استفاده قرار گیرند. در صنعت کاغذ سازی کائولن به عنوان ماده پرکننده و روکش استفاده می شود. درخشندگی بر اساس استاندارد متغیر است، محتوی باکتری و قارچ محلول آن می‌بایست به دقت کنترل شود.
با کاربری پرکننده:
کائولینیت بیشتر از ۹۰%، Fe2O3 و TiO2 کمتر از ۱%، کوارتز ساینده کم (۲-۱%)، درخشندگی بالای ۸۰%، اندازه ذرات ۵۰ تا ۷۰% زیر ۲ میکرومتر.
با کاربری در پوشاننده‌ها:
کائولینیت ۱۰۰-۹۰%، Fe2O3 کم (۸/۱-۵/۰%)، تقریبا بدون کوارتز ساینده، درخشندگی ۸۵%، اندازه ذرات ۸۰ تا ۱۰۰% آنها کمتر از ۲ میکرومتر، ویسکوزیته بروک‌فیلد کمتر از cpe 7000، خواص رئولوژیکی نقش مهمی دارند، می‌بایست توانایی پخش در آب و تشکیل یک مایع آبکی با ویسکوزیته کم را داشته باشد.
با کاربری درسرامیک:
۸۵-۷۵% کائولینیت تولید شده در صنایع سرامیک به مصرف می رسد، چراکه دیگر کانی‌ها در رنگ، ویسکوزیته و سایندگی تاثیر می‌گذارند. کائولن مورد استفاده در چینی استخوانی می‌بایست درخشندگی ۹۱-۸۳% در دمای ۱۱۸۰C و کمتر از۹/۰% Fe2O3 داشته باشد. اندازه دانه در مقاومت و سختی موثر است، لذا انواع ریزتر برای چینی استخوانی، حدواسط برای ظروف سفالی و انواع درشت برای سرویس بهداشتی کاربرد دارد.
باکاربری نسوز:
انواع نسوز کائولینیت باید تا دمای ۱۵۰۰ C صلابت خود را حفظ کند، برپایه مناسب بودن و درجه آن به ۴ دسته تقسیم می‌شوند. آزمایشات مختلفی برای سنجش درجه نسوزی و مقاومت دربرابر حرارت، فرسایش و تخلخل آن انجام می‌شود. رس‌های مورد استفاده در نسوز ممکن است براساس مقدار Al2O3 تقسیم‌بندی شوند که نوع کم آهن و کم‌آلکالی ارجحیت دارد.
درفایبرگلاس:
به عنوان منشاء Al2O3 و SiO2 شناخته می‌شود، در حالت معمول ۳۷% Al2O3 و ۴۴% SiO2 با حداکثر ۱% Fe2O3، ۲% Na2O و ۱% آب.
مواد آرایشی:
حداکثر ۲ ppm آرسنیک، ۲۰ ppm فلزات سنگین، ۲۵۰ ppm کلریدها، ۱۵% وزنی نقصان در اثرحرارت دادن، PH 5/0 ± ۵/۷٫
بازیافت:
بازیافت روزافزون کاغذ بیش از هرچیز در بازار خمیره کاغذ موثر است تا در بازار انواع کانی‌های پرکننده یا پوشاننده. بعلاوه بیشتر کاغذ بازیافت شده در چاپ روزنامه مصرف شده که هرچند کم به کائولن نیازمند است.
بعد از بازیافت کاغذ، هرکانی پرکننده آن یا رنگدانه پوششی به‌ صورت یک مایع مخلوط جداشده که درحال حاضر دفع می شود. بنابراین در حال حاضر چنین کاغذی وقتی بازیافت می شود برای کاربردهای مجدد به کائولن تازه محتاج است. فایبرگلاس به مقدار کمی بازیافت می شود. سفال‌های شکسته در موارد محدودی مصرف می شوند و نسوزها برای چند مرتبه بازیافت می‌شوند که در استفاده مجدد، ساخت نسوزهای رسی در نظر نیست.
جایگزین‌ها:
کائولن دارای خواصی چون دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید،ثابت بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن و ساینده بودن و ارزانی قیمت می‌باشد. این ویژگیها باعث شده است که از نظر کانی و یا ترکیبات جایگزینی برای این ماده معدنی در صنعت دچار محدودیت شویم.
جایگزینی ترکیبات دیگر به جای کائولن نیاز به مطالعات وسیعی در زمینه‌های خواص کاربردی و شاخص‌های اقتصادی دارد. این مطالعات باید به صورت موردی در بخش‌های مختلف صنعت صورت پذیرد.
رنگ سازی
کائولن اصولاً بعنوان یک رنگدانه،‌با رنگ سفید که به طور جزئی جایگزین دی‌اکسید تیتانیم می‌شود، در رنگ‌ها بکار می‌رود. کائولن همچنین پایداری رنگها را افزایش می‌دهد زیرا ذرات پهن کائولن تمایل به همپوشانی دارند و بدین ترتیب پوسته رنگ تقویت می‌شود. در این نقش کائولن با میکا، تالک و دیگر کانیهای سیلیکاتی رقابت می‌کند.
ماده ضد بلوکه‌شدن:
دیاتومیت، سیلیس‌ته‌نشستی، تالک.
جذب‌کننده، حمل کننده:
آتاپولگیت، بنتونیت، دیاتومیت، پیت، پومیس، پیروفیلیت، سپیولیت، تالک، ورمیکولیت، زئولیت.
سرامیک:
فایبرگلاس، مشابه‌های پلاستیکی.
پرکننده و پوشش دهنده
کائولن عموماً‌بعنوان بهترین کانی پرکننده و پوشش دهنده در دسترس برای کاغذ شناخته شده و در آینده نیز چنین پیش‌بینی می‌شود.
کربنات کلسیم در صنعت کاغذسازی رقیب کائولن بوده و کانیهای گروه تالک نیز اگر مشخصات فنی لازم را داشته باشند، ممکن است جانشین کائولن گردند.
در تولید سموم دفع آفات، کائولن به عنوان یک حامل و پر کننده معدنی برای سم به کار گرفته می‌شود. به جز کائولن مناسبترین پرکنندگان معدنی که بعنوان حامل و رقیق کننده استفاده می‌شوند عبارتند از دولومیت، فولرزارت، تالک، ژیپس، آهک،‌پرلیت و پیروفیلیت.
تری هیدرات‌آلومینیم، باریت، کربنات کلسیم، فلدسپار، میکا، نفلین‌سینیت، پرلیت، پیروفیلیت، تالک، سیلیس میکروکریستالین، پودر سیلیس و سیلیس سنتز‌شده، ولاستونیت.
ریخته‌گری:
بوکسیت و آلومینا، کرومیت، الیوین، پرلیت، پیروفیلیت، ماسه‌سلیسی، ورمیکولیت، زیرکن.
نسوز:
آندالوزیت، بوکسیت، کرومیت، کیانیت، دولومیت، گرافیت، منیزیت، الیوین، پیروفیلیت، سیلیس، سیلیمانیت، زیرکن.
اصلاح خاک:
بنتونیت، دیاتومیت، ژیپس، پرلیت، ورمیکولیت، زئولیت.
پلاستیک
در پلاستیکها کاربرد اصلی کائولن در پر کردن PVC،‌ نایلون ها و پلی‌استرهاست که رقبای عمده‌اش کربنات کلسیم و کانیهای سیلیکاتی هستند.
از نظر مصرف کائولن، رتبه اول را کاغذسازی و بعد از آن سرامیک سازی، صنعت دیرگدازها و لاستیک‌سازی رتبه‌های دوم تا چهارم را در جهان به خود اختصاص داده اند.
بزرگترین صنعت مصرف کننده کائولن در این سال، صنعت کاغذسازی بوده است بطوری که ۴۵ دصد کائولن مصرفی، در این صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. اصولاً بزرگترین مناطق تولید کننده کاغذ در جهان، عمده‌ترین مصرف کننده کائولن در جهان هستند (مناطق امریکای شمالی و اروپای غربی) در آسیا از دیرباز در صنایع سرامیک‌سازی مصرف شده است و این در حالیست که مصرف این کانه در صنعت کاغذسازی در این قاره با افزایش کارخانه‌های سازنده انواع کاغذ و تغییرات در تکنولوژی ساخت در حال افزایش می‌باشد. صنعت کاغذسازی، بزرگترین مصرف کننده این کانه در ایالات متحده آمریکا، ژاپن و آلمان بوده است، در حالیکه در کره جنوبی و تایوان صنعت سرامیک سازی، بعنوان بازار اصلی مصرف این کانه اعلام گردیده است.
بزرگترین مصرف کننده کائولن در سال ۱۹۹۸، ایالات متحده امریکا با ۰۵/۷ میلیون تن بوده است. از دیگر کشورهای مهم مصرف کننده کائولن در این سال می‌توان از کره جنوبی با ۴/۲ میلیون تن، ژاپن با ۵/۱ میلیون تن، تایوان با ۱ میلیون تن را نام برد. مصرف کننده عمده دیگر کشور آلمان است که میزان مصرف ظاهری آن در سال ۱۹۹۷ معادل ۴/۲ میلیون تن بوده است.

حدود ۵۰ درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده سطح)،۲۰ درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، ۱۰ درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و ۲۰ درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذاز مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.
قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

سنگ کائولن برحسب نوع پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود:
مصارف سنگ کائولن با پیوند نرم عمدتاً در صنایع کاشی، چینی و سرامیک سازی است.
مصارف سنگ کائولن با پیوند سخت در صنایع لاستیک سازی و کاغذ سازی می باشد.
رنگدانه:
کائولن که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار می‌گیرد به نوع پرکننده و پوشش کاغذ تقسیم می‌شود که این تقسیم‌بندی براساس درخشندگی، اندازه ذرات و ویسکوزیته آن است. کائولن کانی پرکننده ارزان، سفید یا نزدیک به سفید است که در یک دامنه وسیع از PH خنثی است. غیر ساینده و اندازه ذرات کوچک ولی فابل کنترل، هدایت گرمایی و الکتریکی کم و درخشندگی خوب است، در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، بتونه و… کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی آن بحرانی نیست به جز اینکه در رنگ تاثیر می‌گذارد، همچنین جذب روغن یا نفت آن بویژه برای رنگ یا لاستیک مهم است. خواص فوق به همراه شکل دانه‌ها، ویسکوزیته و PH به آن اجازه می‌دهد تا به‌عنوان رنگدانه پوششی کاغذ بکار رود. درخشندگی، صافی و پذیرش جوهر در کاغذهای چاپ و نوشتاری، هنری و… از خواص آن است.
در پلاستیک، کائولن برای ایجاد سطح صاف، پایداری در جهات مختلف و مقاوت در برابر مواد شیمیایی مصرف می‌شود (PVC، پلی‌استر ترموپلاستیک، نایلون و…).
کاغذسازی :
استفاده از کائولن در کاغذسازی باعث نرمی کاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگی، ارزانی و پوشش مناسب از دیگر مزیت های استفاده از کائولن در صنایع کاغذسازی است.
کاغذ حتی اگر خلل وناهمواری های بین الیاف سلولزی آن بوسیله پر کننده معدنی پر شده باشد به منظور استفاده در فرآیندهای کارهای چاپی مدرن، تا زمانی که پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نیست. استفاده از پر کننده در خمیر کاغذ بخشی از شکاف ها و درزهای بین الیاف سلولز را پر کرده، لذا بسیاری از نقاط ریز مرکب چاپ در این نقاط بدرستی قرار نگرفته و کیفیت کار چاپ کاهش می‌یابد. پوشش سطحی در روی کاغذ بعث نرمی، جلاء و قدرت جذب مرکب چاپ می‌شود. پوشش مناسب باعث افزایش کاربرد کاغذ می‌گردد.
کائولن به سرعت در آب (حتی در آبهای سخت) پراکنده شده و به وسیله ماشین‌های مدرن پوشش دهنده، پوشش نازک به کاغذ داده می‌شود. کائولن پوششی مناسب برای کاغذهای پرجلا، کاغذهای سبک با پوشش LWC و کاغذهای مناسب گراور به روش غلتگی (افست) می‌باشد.
در صنعت تولید کاغذ،کائولن مورد استفاده باید به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه‌بندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. درجه روانی (ویسکوزیته) و درصد ذرات با ابعاد کمتر از ۲ میکرون دارای اهمیت بیشتر هستند.
کائولن پوششی درجه یک ۹۲ درصد ذرات آن کمتر از ۲ میکرون و درخشندگی آن حداقل ۸۷ درصد است. کائولن پوششی درجه دو ۸۰ درصد ذرات آن کمتر از ۲ میکرون ودرخشندگی آن حداقل ۵/۸۵ درصد می‌باشد.
بطور خلاصه می‌توان خواص زیر را برای کائولن جهت مصرف در صنایع کاغذسازی در نظر گرفت:
الف ـ شفافیت: حداقل شفافیت برای مصرف کائولن بعنوان پر کننده ۸۰ درصد و برای رس بعنوان پوشش ۸۵ درصداست که این عمل در مقایسه با استاندارد شفافیت مشخص می‌شود.
ب ـ اندازه ذرات: دقیق‌ترین روش برای تعیین اندازه ذرات و پراکندگی آنها به اصل استوک استوار است بعبارت دیگر از روی سرعت ته‌نشین شدن در سیال قطر ذرات کنترل می‌شود. تعیین اندازه ذرات از روی زمان نشست آنها انجام می‌گردد.
ج ـ ویسکوزیته: درجه روانی کائولن در پوشش اکغذ بسیار مهم است. در صنایع کائولن دو آزمایش ویسکوزیته انجام می‌گردد که عبارتند از HSV و LSV،‌که برای تعیین این دو مورد به ترتیب از ویسکازیمترهای هرکولس و فیلد براک استفاده می‌شود.
د ـ باقیمانده سرند: ۳۲۵ مش بعنوان مواد ساینده یا باقیمانده سرند مصطلح می‌باشد. طریقه عملی بدین صورت است که ۱۰۰ گرم نمونه را کوبیده و خوب مخلوط نموده توسط مواد شیمیایی پراکنده می نمایند. سپس وزین درصد مواد جامد را در مخلوط اندازه‌گیری نموده،‌ مجموع باقیمانده روی سرند را وزن کرده و درصد آن را محاسبه می‌نمایند.
رنگ سازی :
استفاده از کائولن در رنگ سازی پلاستیک سبب کنترل ویسکوزیته می شود. ۱۰ % کائولن در رنگ سازی مورد مصرف دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوشش‌دهی، روان کنندگی و پخش‌کردن رنگ می‌شود. در رنگ سازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگی و پرکننده بهره می گیرند. در رنگ‌هایی که با آب شسته می‌شِوند نیز انواع کائولن درشت‌دانه نوع مات و انواع کائولن ریزدانه نوع شیشه‌ای را ایجاد می‌کنند.
جایگاه صنعت رنگ سازی در مصرف کائولن، همچون صنعت لاستیک سازی در طی سالیان اخیر بوده است. افزایش رقابت بین کربنات کلسیم و کائولن، باعث کاهش سهم مصرف کائولن بعنوان پر کننده در صنعت رنگ سازی بوده است. بیشترین میزان رشد مصرف کائولن در صنعت رنگ سازی در کشورهای ایالات متحده امریکا و اروپا بوده که حدود دو درصد در سال برآورد گردیده است. پیش بینی می‌شود که بطور کلی و در آینده نزدیک میزان رشد مصرف کائولن در این صنعت، یک درصد باشد. البته در صورت وجود رشد اقتصادی در کشورهای آسیائی همچون گذشته، این رشد به ۵/۱ درصد خواهد رسید.
مصرف کائولن در صنایع رنگ سازی در ایالات متحده امریکا از ۲۲۸ هزار تن در سال ۱۹۹۱ به ۳۲۹ هزار تن در سال ۱۹۹۷ رسید و در سال ۱۹۹۸ به ۲۶۸ هزار تن کاهش یافت. از آنجایی که تولید رنگ در ایالات متحده امریکا حدود ۳۰ درصد از کل تولید جهانی است. بنابراین مصرف کائولن در صنایع رنگسازی در جهان در سال ۱۹۹۸ معادل ۸۴۰ هزار تن برآورد گردیده است.
اصولاً‌ کائولن بعنوان یک بسط دهنده و ماده اصلی رنگ سفید بصورت جایگزین اکسید تیتانیوم در تولید رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. کائولن کلسینه شده اصلی‌ترین کائولن بکار برده شده در صنایع رنگسازی است روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،‌از خصوصیات کائولن مصرفی در صنایع رنگ سازی است و مشابهت خاصی با کائولن مصرفی در صنایع کاغذ دارد. سطوح صاف کائولینیت، بویژه در صنایع رنگ سازی با آرایشی خاص بر روی یکدیگر قرار گرفته که موجب استقامت ورقه رنگ شده و به آن عمر طولانی می‌دهد. بزرگترین تقاضا برای کائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ های مات داخلی ساختمان است. اداره استانداردهای ایالات متحده امریکا توصیه نموده که برای رنگ های خانگی حداقل ۲۰ درصد نسبت از کائولن استفاده گردد.
معمولاً‌ تا ۱۰ درصد وزنی رنگ های براق را می‌توان کائولن اضافه نمود. کائولنی که در رنگ سازی مصرف می‌گردد باید از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصی برخوردار باشد. ضریب تعلیق بالایی در آب داشته و نمک های محلول آن پایین باشد. از نظر درخشندگی بین ۹۰-۸۰ درصد و ذرات آن ۸۰-۷۰ درصد زیر ۲ میکرون باشد.
لاستیک سازی :
در صنعت لاستیک سازی نیز کائولن را به عنوان ماده پرکننده به کار می برند. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می‌دهد.از کائولن خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه در لاستیک های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش ها و لاستیک خودرو ها استفاده می شود.
مصرف کائولن در صنایع لاستیک‌سازی در سال ۱۹۹۸ معادل ۰۸/۱ میلیون تن بوده است. در طی سالهای ۱۹۹۰ الی ۱۹۹۸ مصرف جهانی لاستیک از ۰۲/۵ میلیون تن در سال ۱۹۹۱ به ۶۱/۶ میلیون تن در سال ۱۹۹۸ رسید و این نشاندهنده رشد متوسط سالیانه ۹/۳ درصد در طی دهه ۹۰ میلادی بوده است. بر اساس گزارش راسکیل رشد سالیانه ۱ درصد برای آینده‌ای نه چندان دور جهت مصرف کائولن در این صنعت پیش‌بینی می‌شود. مصرف کائولن در صنایع پلاستیک‌سازی موجب کاهش قیمت لاستیک می‌گردد. چون کائولن از لاستیک طبیعی و یا الاستومر بسیار ارزانتر است. کائولن مصرفی در صنایع لاستیک از نوع کائولن مرغوب نمی‌باشد. در ایالات متحده امریکا، کائولن مصرفی در این صنعت از نوع تغلیظ شده بوسیله هوا می‌باشد. در صنایعی که ذرات درشت مزاحم است مانند صنایع لاستیک که بوسیله اکستروژن شکل داده می‌شوند. از کائولن کلسینه شده هم در صنایع لاستیک سازی بعنوان پوشش استفاده می‌گردد. از خصوصیات عمده کائولن مصرف در صنعت لاستیک سازی این است که ۵/۹۹ درصدذرات باید زیر ۴۴ میکرون باشند.
سرامیک‌سازی:
۲۰ % کائولن به عنوان یکی از مواد اولیه و اساسی در صنایع کاشی، چینی و سرامیک‌سازی است. کائولن از انواع نسوزهای آلومینیایی است که میزان Al2O3 در آنها بسته به نوع آنها متغیر است. انواع کم آلومینا کائولن تکلیس‌شده، فلینت (۴۵-۳۵%) و انواع پرآلومینا مانند آندالوزیت، کیانیت و سیلیمانیت (۶۰-۴۰%). قدیمی‌ترین وشاید متداول ترین روش کاربرد کائولن در صنعت، استفاده از این کانه در ساخت انواع محصولات سرامیکی می‌باشد. گل چینی بیش از چهار هزار سال است که در ساخت سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. درصنعت سرامیک سازی از مجموعه روش‌های فرمول سازی مواد،‌ شکل دادن و روش‌های حرارت دادن و پخت استفاده می‌شود.بنابراین دامنه تغییرات نوع کائولن مصرفی وسیع می‌باشد بعبارت دیگر نوع محصول و روش تولیدنوع کائولن را تعیین می‌نماید.
کائولن بدلیل ترکیب خاص شیمیایی در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد در مقابل حرارت حالت شیشه‌ای آن تغییر نمی‌کند و درخشندگی و شفافیت خاصی در محصول ایجاد می‌نماید. در تهیه سرامیک مهمترین عامل نسبت اختلاط کائولن، سیلیس و کمک ذوب (Flux) در بدنه سرامیک‌ها می‌باشد. ویژگی کائولن مصرفی در صنعت سرامیک عموماً مربوط به ناخالصی‌های زیان‌آور موجود در آن است که باعث تغییر رنگ محصول بعد از پخت می‌گردد. مهمترین و مضرترین ناخالصی‌ها اکسید آهن می‌باشد. از دیگر عناصر مضر می‌توان از مس، کروم و منگنز نام برد. این مشکل زمانی نمود پیدا می‌شودکه این مواد بصورت ریزدانه در رس قرار گرفته باشند، در اینصورت بصورت بدنه محصول پس از پخت ظاهر گردیده و در پخت بیسکویت چنانچه مقدار اکسیژن کوره پایین بیاید. اطراف لکه حفره‌هایی بوجود می‌آید. مقدار ۳O2Fe مجاز در سرامیک بین ۶/۰ تا ۷/۰ درصداست. اکسید آهن در کائولن جهت ساخت پرسلان باید کمتر از ۵/۰ درصد باشد زیرا تیتانیوم با آهن در بدنه سرامیک عکس‌العمل نشان می‌دهد و موجب کاهش شفافیت می‌گردد.درجه آلکالی بودن اثر خاصی بر روی شیشه‌ای بودن محصول دارد،‌زیرا بدنه سرامیک را متخلخل می‌نماید. کائولنی که در پرسلان بکار می‌رود پتاس آن باید کمتر از ۵/۱ درصد و مقدار تیتانیوم و سیلیس آن حداقل باشد.
وجود بعضی از کانی‌ها در کائولن مضر است،‌رس‌های طبیعی متورم کننده مانند مونت موریونیت که آب را در شبکه خود نگهداری می‌نمایند در روانی و شکل‌گیری قالب اثر می‌گذارد.در صنعت سرامیک کائولن ریز دانه ترجیح داده می‌شود. زیرا ریزدانه بودن موجب افزایش پلاستیسیته و افزایش مقاومت بدنه خام می‌گردد. انتخاب نوع دانه بندی بسیار مهم است، اگر چه ریز و نرمه بودن کائولن درجه ریخته‌گری را کاهش می‌دهد ولی در طول پخت موجب انقباض می‌گردد. به منظور استفاده کائولن در صنایع سرامیک سازی، آزمایشات مدول شکست، میزان شکل پذیری، رنگ پس از حرارت و انقباض در طول حرارت، میزان قالب پذیری و تعیین ویسکوزیته بر روی کائولن انجام می‌پذیرد.