Теоретический состав каолинита включает Al₂O₃ – 39,5%, SiО₂ – 46,5%, H₂O – 14%. В естественных условиях к ним в незначительных количествах добавляются примеси Fe₂О₃, Mg, Ca, Na₂O, K₂O, минералы группы кремнезема (кварц, опал, халцедон), остатки зёрен полевых шпатов, чешуек слюды и другие. Окраска каолинов обычно бывает белой, серой, светло-серой или жёлтой, а по химическому составу чистый каолин близок к теоретическому каолиниту.

Первичные каолины

Первичные каолины, их ещё называют остаточными, сформировались за счёт разложения (кора выветривания) докембрийских кристаллических пород Украинского щита. В Закарпатской внутренней впадине расположено Береговское месторождение гидротермально-метасоматического происхождения, образовавшееся за счёт неогеновых вулканических пород. Его каолины значительно отличаются от каолинов Украинского щита по составу и другим характеристикам.

Схематическая карта распространения месторождений каолина на территории Украины.

1 – не эксплуатирующиеся месторождения первичных каолинов; 2 – эксплуатирующиеся месторождения первичных каолинов; 3 – не эксплуатирующиеся месторождения вторичных каолинов; 4 –эксплуатирующиеся месторождения вторичных каолинов.

Все промышленные месторождения первичных каолинов приурочены к крупным региональным тектоническим разломам, а основная их масса – к коре выветривания кристаллических пород. Залежи первичных каолинов имеют площадную, гнездовую и другую витиеватую форму, обычно с непостоянными контурами. Их мощность колеблется от нескольких сантиметров до десятков-сотен метров, в зависимости от продолжительности и глубины развития процессов выветривания, а также их последующего сохранения от размывов. Обычно мощность каолиновых пластов составляет от полутора до 120 м (в среднем 10-40 м), а глубина залегания – 5-50 м. В зависимости от материнских пород они представлены 2 подтипами – гранитными и гнейсовыми.

Большая часть добываемого в Украине каолина обогащается – до 1991 г. (около 90%), в 1995 г. (73,6%). Каолин-сырец (порода без обогащения) используется преимущественно для изготовления огнеупорного кирпича, реже – для производства шамота, строительной керамики и белого кирпича. Обогащение каолинов осуществляется в основном на 3-х предприятиях, разрабатывающих крупнейшие месторождения первичных каолинов: Просяновском и Глуховецком комбинатах и Турбовском заводе.

Вторичные каолины

Вторичные каолины образовываются за счёт размыва и последующего отложения в водной среде каолинового вещества или продуктов каолиновой коры выветривания, т.е. первичных каолинов. При этом залежи вторичных каолинов образовываются при однократном перемывании и отложении на небольших расстояниях от источника выноса. Это, в частности, предопределяет тесную связь первичных и вторичных каолинов, а также условность их расчленения и размежевания. При переотложении продуктов размыва первичных каолинов кроме каолина накапливается кварц в виде зёрен разного размера, а химические минералы в значительной мере растворяются, что зачастую приводит к естественному обогащению каолинов.

Средняя мощность вторичных каолинов (обычно слабо выдержанная по простиранию) составляет 15-20 м и более. Толщина пригодных для промышленной переработки залежей составляет обычно 4-6 м, а минимальная – не менее 1 м.

Вторичные каолины широко используются в металлургической промышленности, в керамическом и цементном производствах. Основное их назначение – изготовление огнеупорных изделий, из-за чего их нередко называют огнеупорными глинами.

Применение каолинов

Каолин является наиболее употребляемым сырьём для производства фарфорово-фаянсовой и другой продукции. Без обогащения первичный каолин применяют в производстве кислотостойких огнеупоров, фаянса и строительной керамики. Шире и в больших объёмах используют обогащенный каолин: в бумажной промышленности (35-40%), производстве керамики (30-35%) – он является одним из важнейших компонентов фарфорово-фаянсового производства (изготовление хозяйственно-бытового, электротехнического, художественного фарфора и санитарно-строительного, хозяйственного и технического фаянса).

Как наполнитель каолин используют в производстве пластмасс, резины, искусственных кож, тканей, линолеума, карандашных грифелей, мыла, в составе косметических и парфюмерных паст, кремов, мазей и пудры. В фармацевтическом производстве хорошо очищенный каолин является инертной связывающей добавкой для многих лечебных препаратов.

Каолин используют также для производства портландцемента, а обогащенный каолин служит для изготовления катализаторов, ускоряющих процессы очищения нефти и газа. При химической и термохимической переработке каолина получают сернокислотный алюминий, используемый в качестве эффективного коагулянта для очищения питьевых и промышленных вод.

Первичный каолин является комплексным сырьём, поскольку в его составе помимо каолинита в разных количествах присутствуют другие ценные компоненты: бесцветный кварц, высококалиевый полевой шпат, тонкочешуйчатый мусковит, графит, силлиманит, циркон, рутил, монацит и другие важные минералы. Отмытые при обогащении каолина кварцевые пески используют для производства стекла, тонкой керамики, абразивов, а кварц-полевошпатовый концентрат применим для изготовления стекла, производства резинотехнических изделий и других материалов.

Главным потребителем вторичных каолинов являются предприятия чёрной металлургии (использующие их для изготовления шамотных изделий) и производства огнеупоров.

Первый украинский фарфор

Самым прагматичным хозяином города Корец, известного ещё в середины XII в., был князь Й. Чарторыйский. Он в 1780 г. основал здесь фарфоровый завод, на котором приглашенные французские мастера из местного каолина наладили выпуск высококачественной продукции. Она со временем стала известна во многих странах Европы, успешно конкурируя с изделиями саксонских заводов. Фарфоровое производство Чарторыйских просуществовало до 1831 г., пока не иссякло месторождение сырья.

Первое письменное упоминание о селе Волокитино (Путивльский район Сумской области) относится к 1684 г. Славу этим местам принёс фарфор, производившийся из местного первоклассного каолина. Известно, что в XVIII в. местную каолиновую глину гужевым транспортом вывозили на царские фарфоровые заводы в Петербург, где из неё производились высокохудожественные изделия. Со временем местный помещик А. Миклашевский основал фарфоровый завод в Волокитино. Хотя производство просуществовало недолго (1839-1862 гг.), изделия с маркой Волокитинского завода пользовались широкой известностью, успешно конкурируя с лучшими мировыми фирмами. Высокую культуру местного производства подтверждает изготовление в 1857 г. для усадебной церкви огромного фарфорового иконостаса со сложнейшими скульптурными деталями. К сожалению, сохранились лишь фрагменты этого уникального, высокохудожественного произведения.

Мировые запасы каолинов

Мировые разведанные запасы каолинов оцениваются в 14,8 млрд. тонн. Среди первичных каолинов основными геолого-промышленными подтипами являются элювиальный (в коре выветривания) – месторождения Украины (Просяновское и др.), Чехии (Карловарский район), Великобритании (графство Корнуолл) и гидротермально-метасоматический (имеющий второстепенное значение) – месторождения Тайшу в Японии, Береговское в Украине и др.

Среди вторичных каолинов ведущее промышленное значение имеют месторождения осадочного подтипа, представленного переотложенными продуктами коры выветривания – Украина (Пологовское), США (штат Джорджия); подтипа каолиновмещающих песков – месторождения Болгарии, Российской Федерации; полигенного подтипа, представленного перемытыми и переотложенными продуктами коры выветривания – месторождения Китая, Великобритании и Узбекистана.

Годовая добыча обогащенного каолина в мире составляет 21,5-23,0 млн. тонн. Украина в докризисный период (до 1993 г.) вырабатывала более 1000 тыс. тонн обогащенного каолина и входила в мировую лидирующую группу. В настоящее время, сократившийся до 170-200 тыс. тонн годовой объём производства, всё же позволяет стране оставаться в первой десятке мировых производителей.

Основными экспортёрами каолина в последние годы являются (тыс. тонн): США – 3200-3700, Великобритания – 1900-2100, Бразилия – 600-1400, Китай – 800-900, Чехия – 360-440, Германия – 180-380, Франция – 260-350 и Бельгия-Люксембург – 250-320. Наибольшими каолиновыми импортёрами выступают (тыс. тонн): Финляндия – 1200-1500, Япония – 1300-1400, Тайвань и Италия – по 800-1100, Канада – 600-900, Германия – 600-800, Испания – 400-800, Бельгия-Люксембург – 470-690, Нидерланды и Швеция – по 350-550.

Каолиновые ресурсы Украины

Месторождения и перспективные рудопроявления каолина в Украине локализованы в основном в пределах Украинского щита. Территория их распространения широкой полосой (до 350 км) протягивается от Полесья до берегов Азовского моря почти на тысячу километров. Здесь размещено около 150 каолиновых месторождений. На территории Закарпатья выявлено Береговское месторождение первичного каолина, а в зоне сочленения Днепровско-Донецкой впадины с южным склоном Воронежского кристаллического массива находятся Рудневское и Глуховское месторождения каолинов (Сумская область).

Все месторождения каолина Украины подразделяются на два типа: первичные с двумя подтипами (основные и щелочные) и вторичные. Государственным балансом запасов Украины в настоящее время учитываются ресурсы 35 месторождений. Из них разрабатываются 27 месторождений, а на 8 добыча временно прекращена. Всего по Украине запасы каолинов всех типов составляют 1100924 тыс. тонн. По типам и подтипам они распределяются следующим образом: первичный каолин, основной – 933319 тыс. тонн; щелочной – 91444 тыс. тонн и вторичный каолин – 76161 тыс. тонн.

По разведанным запасам каолина в Украине лидирует Винницкая область – 557987 тыс. тонн, на втором месте находится Запорожская область – 167223 тыс. тонн, а наименьшие ресурсы сосредоточены в Закарпатской области – 4304 тыс. тонн.

В 2003 г. в Украине добыто 171,7 тыс. тонн каолина. Большая его часть экспортируется в страны СНГ и далёкого зарубежья. По добыче каолина среди лидеров находятся Днепропетровская (19,9%) и Запорожская (16,3%) области, а меньше всего этого сырья добывают на Закарпатье (0,6%) и Житомирщине (2,1%).