在陶瓷工業(yè)中，高嶺土的應(yīng)用比其他行業(yè)早，用量也非常大，通?？梢哉嫉脚浞降?0%到30%左右。高嶺土可以使陶瓷中A1203的含量增加，莫來石的生成過程更容易進(jìn)行，從而提高了陶瓷的穩(wěn)定性和燒結(jié)強(qiáng)度。在陶瓷燒成中，高嶺土分解成莫來石是形成坯體框架的過程，此過程可令燒成溫度范圍變寬，陶瓷坯體不容易走樣變形，并且提高陶瓷的自度。同時(shí)，高嶺土自身還具有粘結(jié)性、可塑性、結(jié)介性、懸浮性等特性，可使瓷泥瓷釉的成形性得到改善，更利于車坯、注漿、陶瓷成形等加工過程。此外，陶瓷工藝對(duì)高嶺土的化學(xué)特性、粒度大小以及結(jié)晶程度等性能均有要求，為保證加工陶瓷的質(zhì)量，工業(yè)上應(yīng)嚴(yán)格控制高嶺土的各項(xiàng)參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高嶺土以其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和具有良好的粒度、可塑性、燒結(jié)性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性等許多優(yōu)異的性能，而廣泛應(yīng)用于陶瓷、建筑材料、造紙、橡膠、塑料、涂料、石油化工、環(huán)境保護(hù)、冶金工業(yè)、新材料等幾十個(gè)行業(yè)。

一、在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用

在我國，高嶺土在陶瓷工業(yè)中的消耗量約占其產(chǎn)量的50%以上，居各工業(yè)部門之首。高嶺土在制瓷中的作用主要有2個(gè)方面：一是作制瓷的配料；其二是在瓷坯成型過程中作為其他礦物配料（如石英、長石等）的粘結(jié)劑。因此，陶瓷工業(yè)對(duì)高嶺石粘土的要求首先是它的化學(xué)成分，即Fe2O3、TiO2、SO3等有害組分要極低，SiO2/Al2O3比例要適當(dāng)；其次是粘結(jié)性和可塑性，一般說來，高嶺石結(jié)晶好、顆粒粗，其可塑性和粘結(jié)性低。但經(jīng)剝片后其性能則將改變。

二、在造紙工業(yè)中的應(yīng)用

由于高嶺石粘土粒度小，剝片后具良好的片狀、鱗片狀形態(tài)，片徑/厚度比值大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等，因此，被用作造紙?zhí)盍虾图垙埻繉樱岣呒垙埞鉂啥?、充填紙張纖維之間的空隙、提高不透明度、增加平滑度及紙張密度等目的。而且，高嶺石粘土比紙漿便宜，能有效地降低造紙費(fèi)用。高嶺石對(duì)紙中其他成分不起反應(yīng)，能較好地保留在紙張纖維中間，適于大量使用。造紙工業(yè)對(duì)高嶺石粘土的要求主要是細(xì)度以及雜質(zhì)含量。一般說來，用于造紙的高嶺石粘土須經(jīng)特殊選礦工藝選出粒度＜2μm的部分，或是經(jīng)過超細(xì)磨（剝片）對(duì)其進(jìn)行加工才能達(dá)到粒度要求。另外，高嶺石粘土中長石、石英含量越低，帶色雜質(zhì)（如有機(jī)質(zhì)、Fe2O3等）越少，則質(zhì)量越好。對(duì)用作銅板紙的涂布級(jí)片狀高嶺石的質(zhì)量要求較高，除晶粒呈片狀外，還要求白度大于85.80%以上的粒度為2μm，F(xiàn)e2O3＜0.5%。

三、在橡膠、塑料工業(yè)中的應(yīng)用

在塑料、橡膠等現(xiàn)代高分子材料中添加高嶺土等非金屬礦填料，不僅可降低橡膠、塑料等高分子材料的成本，更重要的是能夠提高材料的剛性、尺寸穩(wěn)定性，并賦予材料某些特殊的物化性能，如抗壓、抗沖擊、耐腐蝕、阻燃、絕緣等［17］。高嶺土在填料中的應(yīng)用主要有兩方面：一方面，采用高嶺土為原料，通過酸洗除雜、焙燒活化、兩段酸溶的方法可制取白炭黑［18］；另一方面，將煤系高嶺土提純、漂白、超細(xì)、煅燒以及表面改性后，制備成各種塑料、橡膠等填料，也可以達(dá)到半補(bǔ)強(qiáng)的效果［19］。

四、在涂料工業(yè)中的應(yīng)用

目前，用高嶺土作為涂料工業(yè)中的添加劑，有助于滿足對(duì)涂料提出的日益嚴(yán)格的性能和耐久性方面的許多要求。其作用是：改善涂料體系貯存穩(wěn)定性，改善涂料的涂刷性，改善涂層的抗吸潮性及抗沖擊等機(jī)械性能，改善顏料的抗浮色和發(fā)花性［20］。當(dāng)要求制備低VOC、高固體涂料，而要求更薄和無疵平滑、光亮的涂膜時(shí)，尤其如此。高嶺土添加劑的規(guī)格品種，隨著開發(fā)品種的增加也將不斷增加，它可適應(yīng)任何類型的涂料體系，從底漆到面漆，任何固體份、任何光澤和任何涂膜厚度。因此，高嶺土添加劑是今天的功能涂料的多功能添加劑。

五、在石油化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

在石油化工方面，隨著世界原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化，在催化裂化過程中，摻煉重油、渣油已成為煉油廠普遍采用的加工方式。由于重油中含較多的碳質(zhì)、瀝青質(zhì)和重金屬，這就要求催化劑具有較高的基質(zhì)活性、較強(qiáng)的抗重金屬污染能力、較好的催化活性和選擇性。因沸石催化劑具有活性高、選擇性好、穩(wěn)定性好以及強(qiáng)抗毒能力等特點(diǎn)，已逐步取代其他催化材料，成為石油化工技術(shù)的核心［21］。以高嶺土為原料合成的沸石分子篩和催化劑，在沸石晶粒大小、水熱穩(wěn)定性、活性和抗重金屬性能等方面具有獨(dú)特的特點(diǎn)，且由于高嶺土價(jià)格低廉、合成沸石成本低，因此得到了廣泛的研究［22］。到目前為止，以高嶺土為原料，成功制備出Y型［23］、X型［24］、ZSM-5型沸石分子篩［25］，用于催化裂化催化劑，具有很好的重油轉(zhuǎn)化能力和良好的裂化產(chǎn)物選擇性。

六、在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

近年來，隨著全世界對(duì)環(huán)境問題的日益重視，環(huán)境材料的研究與開發(fā)顯得非?；钴S。特別是運(yùn)用廉價(jià)礦物原料用來處理“三廢”已成為研究熱點(diǎn)之一。采用高嶺土（包括非煤建造的和含煤建造的高嶺土）成功制備出的分子篩和無機(jī)或無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑［26～28］，可用于改善水質(zhì)，處理各種生活和工業(yè)廢水，吸附和清除工廠廢氣中的H2S、CO2、SO2等氣體［29～30］，處理核廢料［31］等。

七、在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

高嶺石粘土具有很高的耐火度，可用作冶金工業(yè)及玻璃工業(yè)的耐火材料，制作各種高溫作業(yè)的砌體，如各種形狀的耐火磚、絕緣磚、硅質(zhì)磚、各種熔煉爐和熱風(fēng)爐的爐襯磚。

八、在新材料中的應(yīng)用

1.高嶺土有機(jī)插層材料

高嶺石層間作用力較強(qiáng)，不含可交換性陽離子，無膨脹性，與其他層狀粘土礦物相比，較難與有機(jī)化合物發(fā)生插層反應(yīng)。僅有一些強(qiáng)極性有機(jī)小分子，如二甲基亞砜（DMSO）、甲酰胺（FA）、N-甲基甲酰胺（NMF）、脲（Urea）、聯(lián)氨（hydrazine）等可以直接插入到高嶺石層間。而其他有機(jī)分子則可以采用“置換插層法”，即置換預(yù)插層在高嶺石層間的上述有機(jī)小分子而制備相應(yīng)的有機(jī)插層復(fù)合物。大量研究表明，高嶺土經(jīng)過置換插層制備的高嶺土-甲醇有機(jī)復(fù)合物，可以作為進(jìn)一步置換插層的前驅(qū)體，具有廣泛的通用性。由此可以制備出多種有機(jī)插層復(fù)合物。高嶺土多次插層—去插層（脫嵌）后，具有較高的反應(yīng)活性，能夠輕易地插入二價(jià)堿土金屬和過渡金屬等，用這種方法有望制備出高活性的催化劑。

2.層柱高嶺土

層柱粘土礦物（Pillared Interlayer Clay，簡稱PILC），也稱交聯(lián)粘土或?qū)又肿雍Y，是通過離子交換的方式把一些化合物插入到粘土礦物的層間域中，并形成分子級(jí)別的支柱，而制成的一類孔徑大、分布規(guī)則的新型分子水平的納米復(fù)合材料。這類材料可望應(yīng)用于石油催化、精細(xì)化工、環(huán)保等領(lǐng)域。天津大學(xué)孔浩［3］研究了用煤系高嶺土制備層柱分子篩的方法：首先使用多種陽離子對(duì)高嶺土極性層間域進(jìn)行離子交換，然后使用醋酸鉀作挾帶劑將聚合羥基鋯離子插入高嶺土層間，制備了層柱高嶺土。層柱高嶺土對(duì)正庚烷裂化反應(yīng)的催化效果表明，其初始催化活性比原土顯著提高，部分與Y型分子篩性能相當(dāng)；而且具有較大的比表面積和大量的網(wǎng)孔狀構(gòu)造，可以在擇形催化方面獲得應(yīng)用。

3.高嶺土制備賽隆材料

賽隆（Sialon）是由硅（Si）、鋁（Al）、氧（O）、氮（N）組成的化合物，它是Si3N4中的Si和N被Al或（Al+M）（M為金屬離子）及O置換所形成的一大類固溶體的總稱。α-Sialon主晶相晶粒呈等軸狀，具有很高的硬度和耐磨性。β-Sialon主晶相晶粒呈長柱狀，具有較好的強(qiáng)度及韌性。O-Sialon以正斜方結(jié)構(gòu)的Si3N2O為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，具有很好的抗氧化性［32］。由于Sialon材料具有優(yōu)越的力學(xué)性能、耐高溫性能及化學(xué)穩(wěn)定性等，在冶金、航空、化工機(jī)械、醫(yī)學(xué)等方面顯現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。在粘土礦物中，高嶺土為合成Sialon材料的首選天然原料［33～37］，其合成方法為將高嶺土粉末與石墨粉按一定配比混合，加入一定的燒結(jié)助劑，在氮?dú)夥罩屑訜岬?400℃以上反應(yīng)生成。調(diào)節(jié)原料中的硅鋁比，可得到不同種類的Sialon材料。加入鋯英石、剛玉等成分，可以得到復(fù)相材料，使材料性能更加優(yōu)化［38～41］。

4.高嶺土制備地聚物材料

地聚物材料（geopolymeric materials）是以偏高嶺土、堿激發(fā)劑為主要原料，在20～120℃的低溫條件下成形硬化，通過化學(xué)反應(yīng)得到的具有與陶瓷性能相似的一種新材料［42］。地聚物是由無機(jī)的硅氧四面體與鋁氧四面體聚合而成沸石及類沸石相，其產(chǎn)物以離子鍵和共價(jià)鍵為主。地聚物兼有有機(jī)高聚物、陶瓷、水泥的特點(diǎn)，又不同于這些材料，它具有許多獨(dú)特的材料性能，而且具有原材料豐富、工藝簡單、價(jià)格低廉、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，可用作固封有毒化學(xué)廢料和放射性元素的有效膠凝材料、建筑結(jié)構(gòu)材料、阻燃耐高溫建筑裝飾材料、耐火保溫材料等。

5.高嶺土負(fù)載催化劑用于合成碳微球

富勒烯和同組的Cn，以及碳納米管、碳納米纖維、碳洋蔥、碳微球等是碳材料中研究的熱點(diǎn)。碳微球的合成常常需要昂貴的設(shè)備和高溫高壓的反應(yīng)條件，而Miao［43］等人用高嶺土負(fù)載過渡元素（Fe、Co、Ni、Cu）作催化劑，采用催化化學(xué)氣相沉積法（CCVD）可以低成本大規(guī)模地合成碳微球。他們將高嶺土磨細(xì)過100目篩，按1∶1的比例將過渡元素的鹽與高嶺土加水混合成漿狀，強(qiáng)烈攪拌10min，然后涂抹到陶瓷板或高嶺土板的表面，空氣中60℃下烘干。將負(fù)載催化劑的板片置于爐內(nèi)，氮?dú)獗Ｗo(hù)下用乙炔（C2H2）氣體在650℃以上催化熱分解30min，即可制得高純度的碳微球。制備的碳微球的粒徑為400～2000nm，由未封閉的層間距為0.33～0.35nm的石墨層組成。這種產(chǎn)物在氮?dú)夥罩?00℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性。

6.制備其他新材料

以高嶺土為原料，還可以制備莫來石復(fù)合納米晶聚癸二酰癸二胺（PA1010）/高嶺土雜化材料、高嶺土-MBT復(fù)合材料、高嶺土-丙烯酰胺系超吸水性復(fù)合材料、超高分子量聚乙烯/高嶺土（UHMWPE/Kaolin）復(fù)合材料、高嶺土-聚丙烯酸鈉高吸水性復(fù)合樹脂、HDPE/高嶺土復(fù)合材料、高嶺土/PET納米復(fù)合材料、丙烯酸/淀粉/高嶺土復(fù)合高吸水樹脂等。新材料的制備拓寬了高嶺土的用途，也增加了產(chǎn)品的高科技含量，提高產(chǎn)品檔次，能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

九、含煤建造沉積高嶺土的特殊應(yīng)用范圍

由于煤系地層沉積環(huán)境和沉積物組合的特殊性，含煤建造沉積高嶺土（以下簡稱煤矸石）雖然屬于傳統(tǒng)意義的固體廢渣，但在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)條件下卻具有特殊的明顯的資源性特征，除了上述提及的高嶺土的用途之外，還具有其一些特殊的用途，具體表現(xiàn)在以下諸方面：