CAOLINO
CAOLINO (fr. caolin; sp. caolín; ted. Kaolin, Porzellanerde; ingl. china-clay, kaolin)
Silicato idrato di allumina, che costituisce la materia prima più importante per l'industria ceramica. Ciò si deve alla sua spiccata plasticità, cioè alla proprietà d'impastarsi con molta acqua, formando una pasta tenace, capace di ricevere le impronte più fini, che con la cottura diventa durissima.
Trae il nome dal cinese Kau-ling, che è quello della collina all'est di King-te-chen, dalla quale il gesuita francese d'Entrecolles trasse i primi campioni arrivati in Europa, al principio del sec. XVIII.
Sistema monoclino: a : b : c :: 0, 5748 : 1 : 1,5997; β = 83°11′ (Miers). Raramente in laminette incolori con lucentezza madreperlacea aventi contorni pseudo-rombici o pseudo-esagonali; generalmente è in masse sfaldabili, compatte o terrose, spesso untuose al tatto o allappanti. Colore dal bianco al grigio, al giallo e meno frequentemente al bruno, all'azzurro e al rosso per impurezze. Durezza nei cristalli da 2 a 2,5; nelle masse compatte uguale o di poco superiore a 1. Peso specifico da 2,60 a 2,65. La varietà cristallizzata con lucentezza madreperlacea si chiama nacrite, ed è caratteristica dei filoni metalliferi dell'Erzgebirge Sassone, di Traversella, ecc. Analoga, ma da finemente squamosa fino a terrosa è la litomarga, che riempie la cavità di geodi in rocce granitiche dell'Erzgebirge e a Baveno con topazio. Il caolino ordinario poi può essere argilliforme, fariniforme ecc., da presa, ferruginoso ecc. Considerato dal lato chimico, il caolino, sebbene si ammetta per esso come tipica la composizione centesimale: Al2O3•2SiO2•2H2O, presenta notevolissime variazioni.
Rispetto alla sua vera costituzione chimica è ora ammesso che tutta l'acqua sia combinata, per cui corrisponderebbe alla formula greggia H4 Al2 Si2 O9, sebbene dalle ricerche di Keppeler risulti che la sua curva di disidratazione presenta nel tratto compreso fra 590° e 750° una leggiera e costante depressione, assumendo però nuovamente in seguito un andamento normale fino a raggiungere verso i 1050° la totale disidratazione. In appoggio a questa costituzione stanno i risultati delle ricerche compiute da Calsow col tensieudiometro di Huttig, che hanno dimostrato come a una pressione ridotta di 4 mm. la disidratazione del caolino, totale a 420°, avvenga in modo continuo e secondo una curva regolare, e le conclusioni a cui sono giunti Link e lo stesso Calsow sulle variazioni di composizione e di comportamento dei van caolini, dovute al fatto che questi non sono sostanze omogenee ma miscele variabili di caolino cristallizzato e di caolino colloidale.
Incerte le relazioni che passano fra l'allumina e la silice. Mentre alcuni considerano il caolino come un silicato più o meno complesso di alluminio rappresentato o da un ortosilicato acido o da un metasilicato basico, altri invece ammettono in esso un anione complesso allumosilicico, sia che tutta la allumina entri in detto anione, sia che essa in parte sia allo stato di catione. Circa la posizione degli ossidrili taluno vorrebbe questi uniti tutti al silicio o all'alluminio, mentre altri li vorrebbero ripartiti fra i due radicali. Si tratta in ogni caso di formule ipotetiche. Il caolino è leggermente intaccato dagli acidi concentrati, dalle basi energiche e anche dall'acqua a temperatura ordinaria e in grado maggiore, sebbene sempre solo in piccole tracce, a temperatura elevata. Scaldato perde tutta l'acqua a circa 1050°, lasciando come residuo un silicato di alluminio molto resistente alla fusione e agli agenti chimici. Sul carbone dà con nitrato di cobalto la reazione dell'alluminio. Esso è da considerarsi essenzialmente come un prodotto di alterazione dei silicati alluminiferi e specialmente dell'ortoclasio K Al Si3O8. Questa alterazione avviene già a temperatura ordinaria per l'azione sulla superficie delle rocce ortosiche dell'anidride carbonica e del vapor d'acqua dell'atmosfera. Essa è facilmente visibile perché, mentre il feldspato perde la sua caratteristica lucentezza vitrea, le rocce perdono la loro primitiva compattezza diventando anche friabili. Ciò è dovuto al fatto che il vapor d'acqua e l'anidride carbonica dell'atmosfera decompongono lentamente l'ortoclasio portando via il potassio allo stato di carbonato, e rendendo così possibile l'assorbimento dell'acqua con formazione quindi dell'idrosilicato di alluminio. Ma, poiché passando dall'ortoclasio al caolino la silice diminuisce, il potassio passa in parte allo stato di silicato che, a causa dell'iniziale natura colloidale del caolino, rimane, unitamente a parte del carbonato di potassio, incorporato nella massa stessa del caolino. Secondo Ramann e Strenne si può anche formare caolino per reazioni superficiali dovute alle sostanze organiche sciolte nelle acque delle paludi e proprie delle torbiere. Il caolino poi si origina nelle zone profonde, e in modo molto più intenso ed esteso che non nelle zone superficiali, in conseguenza di fenomeni geochimici molto complessi favoriti dalle alte temperature e dalle elevate pressioni esistenti in esse. Tali fenomeni dipendono da azioni pneumatolitiche e vulcaniche, delle quali anzi si hanno anche tracce evidenti in vicinanza di alcuni vulcani.
Questi caolini di origine profonda sono generalmente molto più puri di quelli superficiali; essi mantengono per un tempo più lungo il loro carattere colloidale, sebbene diano facilmente origine a caolino cristallizzato. Il caolino o un'altra sostanza di composizione analoga che forma la parte essenziale delle argille e perciò detta sostanza argillosa, si possono formare anche a spese di altri silicati alluminiferi; si spiegano in tal modo le sue notevoli differenze di composizione, e anche le sue frequenti impurezze. Le grandi masse di caolino costituiscono, quando sono pure, rocce indicate col nome di caoliniti, che si distinguono dalle argille per composizione chimica un po' diversa, e per diversità di comportamento chimico-fisico (assorbimento ecc.).
È un minerale diffusissimo; fra i principali giacimenti sono da ricordare, oltre i famosi della Cina e del Giappone, quelli importantissimi della Cornovaglia e del Devonshire in Inghilterra, dove si ottiene sotto forma di Cornish stone, di Meissen in Sassonia, di Karlovy Vary (Karlsbad) in Cecoslovacchia, di Saint-Yrieix presso Limoges, in Francia. Negli Stati Uniti, si trovano giacimenti di caolino nella Carolina del Nord e del Sud, nel Maryland, Delaware, Pennsylvania, Connecticut, Colorado, Texas; materiale pregiato è quello della Carolina del Nord, che per essere molto refrattario e poroso, viene largamente usato come isolante.
In Italia esistono giacimenti di caolino a Borgomanero presso Novara, a Montecarlo nel Lucchese, alla Tolfa in provincia di Roma, nel Grossetano, all'isola d'Elba, in Sardegna a nord di Cagliari. La produzione più importante però si ottiene dai giacimenti di Tretto in provincia di Vicenza, dove il caolino è chiamato appunto terra di Vicenza.
Generalmente lo si estrae per mezzo di forti getti di acqua sotto pressione, che investendo il giacimento trascinano l'argilla fine al fondo della miniera, dove la sabbia si deposita; la miscela fluida di acqua e argilla è poi sollevata, per mezzo di pompe, nelle vasche di levigazione. Dal caolino greggio si ottiene caolino più puro per levigazione sistematica. Si distinguono differenti qualità. I caolini puri, ottenuti con un'accurata levigazione, si presentano sotto forma di polveri bianche untuose al tatto; contengono il 5-6% di silice quarzosa o non combinata e non più del 2% di fondente, come feldspato e mica; sono esenti da ferro; dànno per cottura una pasta perfettamente bianca e perciò sono molto usati nella manifattura della porcellana, mescolati a una certa quantità di ortoclasio per dare trasparenza al prodotto; essendo privi di ferro, sono anche usati come materiali refrattarî e isolatori elettrici. I caolini alcalini all'aspetto non differiscono dai precedenti, però contengono fino al 5% di feldspati e fino al 2% di ossido di ferro. I caolini silicei contengono fino al 20% di silice quarzosa e, a differenza dei precedenti, dànno paste poco plastiche e granulose. I caolini alcalino-silicei contengono tanto la silice quarzosa quanto i feldspati nelle quantità suaccennate. I caolini ferruginosi contengono quantità notevoli di ossido di ferro e le paste con essi fabbricate, dopo cottura, non sono interamente bianche.
Inoltre, il caolino è usato nell'industria della carta, come carica; è una delle materie prime per la fabbricazione dell'oltremare, serve per chiarificare vini ed altri liquidi torbidi, e in farmacia come materia inerte nella fabbricazione di certe pillole.
In Inghilterra nel 1926 si produssero 826.o00 tonn. di caolino, che per il 75% furono esportate; fra i paesi consumatori di caolino inglese, oltre agli Stati Uniti, ha importanza l'Italia.
Le cifre della produzione e del movimento commerciale per l'Italia risultano dalla seguente tabella: