硅藻土的制备及应用研究

工程技术知识：硅藻土产品结构性能及应用状况解析

提要：硅藻土具有多孔性，较低的密度，较大的比表面积，相对的不可压缩性及化学性质稳定的特性。由于硅藻土本身的特性，使其成为天然的助滤剂，填料、载体及涂料。目前世界各国将硅藻土主要加工成过滤材料-硅藻土助滤剂，应用在各种固液分离的行业。

硅藻土具有多孔性，较低的密度，较大的比表面积，相对的不可压缩性及化学性质稳定的特性。隔热，耐高温，有一定的吸附性，其比表面积20M/G，孔隙85%是可透的。

由于硅藻土本身的特性，使其成为天然的助滤剂，填料、载体及涂料。为了更好的利用其自身特性，满足不同的生产、生活要求，对硅藻土进行加工，烘干，粉碎，焙烧分选分级，除杂质，改变其粒度的分布状态，形态及表面性质，使其各种特性达到最佳状态。从而形成了硅藻土系列产品。

目前世界各国将硅藻土主要加工成过滤材料-硅藻土助滤剂，应用在各种固液分离的行业。如在食品工业中应用在酒类过滤（特别是啤酒行业）、果汁、饮料、柠檬酸等方面：在化学工业应用在石油、油漆、合成树脂等方面；在医药方面用于抗生素、葡萄糖、维生素以及中草药提取液的过滤；环保方面应用在城市用水处理、污水处理及工业废水的处理。

此外硅藻土的产品作为填料用做齿科材料、塑料、橡胶等工业的填充剂，做为载体应用于农药、化肥等行业的制造，作为铸管涂料应用于钢铁工业的离心铸造，可以增加管材的延伸率，有效的保护模具的使用寿命，是其他铸管涂料无法比拟的。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。 事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。

第２７卷第５期　２０１１年１０月　有色矿冶　Ｎ０Ｎ—ＦＥＲＲ０ＵＳ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖｏ１．２７．№５　０ｃｔｏｂｅｒ　２０１　１　

文章编号：１００７—９６７Ｘ（２０１１）０５—００３１—０７　

硅藻土的国内外开发应用现状及进展　

姜玉芝，贾嵩阳　

（沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１０１５９）　

摘要：在简要叙述硅藻土的组成、结构、物理性能及国内外资源状况基础上，重点对硅藻土提纯　方法及其在食品、医药工业、污水处理、道路沥青、建筑材料、农业、填料涂料、功能材料等　领域中的应用现状及进展进行了归纳整理，并提出了目前国内硅藻土研究与开发存在的　主要问题，对硅藻土的进一步应用具有一定作用。　关键词：硅藻土；提纯；应用现状；进展　

中图分类号：ＴＢ３３２　文献标识码：Ａ　

１　前言　

硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻遗体堆积　

后，经过一定的地质条件下成岩作用而形成的一种　具有多孔性的生物沉积岩　Ｊ，是由硅藻死亡以后的　

遗骸沉积形成的，主要矿物成分是蛋白石及其变种，　

化学成分主要是ＳｉＯ　，并含有少量的Ａ１　０　、Ｆｅ　Ｏ　、　

ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ等和有机质等杂质。这些杂质夹杂　

在硅藻壳间，填充于硅藻壳的孔隙中，或附着于壳表　面　ｊ。硅藻体形微小，一般为几微米到几十微米。　

硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等。　

硅藻壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔结构，使　得硅藻土具有许多优异的特殊性能。质量轻，我国　

硅藻土密度在１．９—２．３　ｇ／ｅｍ　，堆密度在０．３４～　

０．６５　ｇ／ｅｍ　，比表面积大，一般为ｌ９—６５　ｅｍ　／ｇ；孔　

隙率高，孔半径范围为５０～８００　ｎｍ，孔体积为０．４５　

～０．９８　ｅｍ　／ｇ；吸附液体能力强，一般可吸收自身重　

量１．５～４倍的水量和１．１～１．５倍的油分　；化学　

稳定性高，不溶于盐酸，易溶于碱；熔点高达１　４００一　ｌ　６５０℃［４ｊ，具有相对不可压缩性、质软、隔音、耐　

硅藻土助滤剂主要通过下列三种作用将悬浮在液体中的固体杂质粒子截留在介质的表面及沟道当中，从而达到固液分离的目的：

一、筛分作用 这是一种表面过滤作用，当流体流经硅藻土时，硅藻土的孔隙小于杂质粒子的粒径，这样杂质粒子不能通过而被截留下来，这种作用被称之为筛分作用。实际上可以把滤饼的表面看成是一个具有等效平均孔径的筛面，当固体粒子的直径不小于（或略小于）硅藻土孔隙直径时，固体粒子便会从悬浮液中“筛分”出来，起到表面过滤的作用。

二、深度效应 深度效应是深层过滤的阻留作用。在深层过滤时，分离过程只发生在介质的“内部”，部分穿过滤饼表面的比较小的杂质粒子，被硅藻土内部而曲折的微孔沟道和滤饼内部更细小的孔隙所阻留，这种微粒往往小于硅藻土的微孔，当微粒撞到通道的壁上时，这就有可能脱离液流，但它是否能达到这一点，决定于微粒受到的惯性力和阻力的平衡，这种截留与筛分作用在性质上是类似的，都属于机械作用。滤除固体粒子的能力基本上仅与固体粒子和孔隙的相对大小及形状有关。

三、吸附作用 吸附作用与以上两种过滤机理截然不同，这一作用实际上也可以看成是动电吸引作用，它主要取决于固体粒子与硅藻土本身的表面性质。当那些硅藻土内部孔隙还小的颗粒碰撞在多孔硅藻土内部表面上时，被相反电荷所吸引，还有一种是粒子间的相互吸引形成链团而粘附在硅藻土上，这些都属于吸附作用，吸附作用比前两种作用复杂，一般认为，比孔隙直径小的固体微粒之所以被截留，主要是由于：（1）分子间力（也叫做范德华吸引力），包括永久偶极作用、诱导偶极作用和瞬间偶极作用；（2）Zeta电位的存在；（3）离子交换过程

从以上三种作用看，在悬浮液的净压过滤过程中，采用松散颗粒状的硅藻土助滤剂作为过滤介质，主要是为过滤介质层即滤饼提供尽可能多的孔隙，以及形成的孔的间隔层，使悬浮液由此隔阂层的小孔中通过，将悬浮在液体中的固体杂质粒子截留在此介质的表面及沟道之中，从而使固液达到分离的目的。

硅藻土的主要成分和用途

硅藻土是一种天然的多孔性高分子吸附剂，它由硅藻及其他矿物构成。它具有独特的物理和化学性质，主要用于去除重金属离子、腐殖质等有机物质，以及氯离子等污染物。

硅藻土的主要成分

硅藻土主要由硅酸盐、铝硅酸盐和钾硅酸盐组成。硅酸盐是硅藻土的主要成分，硅酸盐含量占整个硅藻土总量的90%以上。硅酸盐中的硅(SiO2)质量分数大约60-70%，铝(Al2O3)质量分数大约5-20%，钾(K2O)质量分数大约0.5-15%，氢氧化物(H2O)质量分数大约1-4%。硅藻土还含有少量的微量元素，如钙、镁、铁等，这些元素对其功能有一定的影响。

硅藻土的用途

1、作为净水剂使用：硅藻土可以有效地去除水中的有机物、重金属离子和悬浮物等，从而改善水质。

2、作为污水处理剂使用：硅藻土可以有效吸附水中的有机物、重金属离子和悬浮物，使污水达到国家规定的标准。

3、作为农药除草剂使用：硅藻土可以有效地阻止农药的残留，减少对环境的污染。 4、作为垃圾填埋剂使用：硅藻土可以有效地吸附废弃物中的有机物、重金属离子和悬浮物，从而避免对环境的污染。

5、作为增料剂使用：硅藻土可以增加土壤的比表面积，有效地促进植物的生长，改善土壤的性质。

6、作为肥料使用：硅藻土可以有效地提供植物所需的养分，促进植物生长。

7、作为无机纳米材料使用：硅藻土具有独特的物理和化学性质，可以制备出各种无机纳米材料，用于制药、抗菌、光学、电子、磁性等领域的研究。

总之，硅藻土具有独特的物理和化学性质，具有广泛的应用前景。它可以有效地去除水中的有机物、重金属离子、悬浮物等污染物，也可以有效地提供植物所需的养分，促进植物生长。此外，硅藻土还可以用作制药、抗菌、光学、电子、磁性等领域的研究，从而改善人们的生活质量。