硅藻精土应用
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污水处理中硅藻土的应用分析摘要:加强污水处理中硅藻土的应用的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验,对污水处理中硅藻土的应用进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:硅藻土污水处理剂中图分类号:u664.9+2 文献标识码:a 文章编号:对硅藻土的认识和利用始于1863年德国的汉诺威,最初用于吸收硝化甘油,经过十九世纪后30年的努力,硅藻土在工业上用于过滤的技术才基本成熟,进入20世纪,西方的主要硅藻土生产国美国、德国、法国、丹麦等的硅藻土工业稳定而持续发展,到了50年代,产品品种己相当丰富,应用遍及经济和生活各领域,用于过滤,保温材料,填料和催化剂载体等领域的产品结构已基本定型,产品总量达100万吨,在随后的年代里,硅藻土工业随世界经济发展而继续发展。
到1975年总产量达140万吨,1984年为152万吨,1988年达186万吨。
进入90年代初中期,总产量有所回落,在145万吨到160万吨之间波动。
近年来,硅藻土由于其特殊的结构特征和吸附性能在环境保护方面得到了开发和利用,尤其是应用于处理工业废水上。
国内外专家学者就硅藻土在污水处理中的应用开展了广泛的研究,得出了很多重要数据和理论,并将这些理论应用于实践当中,取得了很多重要的实用价值。
工业废水和城市生活污水的排放,造成了严重的环境污染。
因此,废水和污水的处理一直都成为热点问题。
在综合治理方面,利用硅藻土处理工业废水或生产饮用水的技术已有 20多年的研究历史 ,早在1915年就有人把硅藻土用于小型水处理装置生产饮用水。
但在国内,将硅藻土用于处理城市污水是近几年才发展起来的,硅藻土处理技术以其独特的特征而受到业内人士的重视,有广阔的发展前景。
1 硅藻土的特性及其污水处理的原理1 . 1 硅藻土的特性及其改性硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻的遗体堆积后,经过初步成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物硅质岩。
它的主要化学成分是无定性的sio2,并含有少量的al2o3、fe2o3、cao和有机质等,其由硅藻的壁壳组成,壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔。
随着社会和经济的发展,水资源危机已成为世界各国共同面对的全球性问题。
我国水资源十分贫乏,北方是水源性“贫水”,南方是水质性“贫水”,它严重制约着我国经济和社会的持续发展,多年来工厂、企业有不断改革生产工艺,节约用水,技术人员在开发海水淡化技术,环保战线在进行废水处理资源化研究等。
实践证明,依靠科学技术是解决水资源危机最有效的途径。
废水处理资源化研究更是环保行业面广量大的工作,其中水处理剂是废水处理中必不可少的材料,以往所用的水处理剂解决水污染可达到一定标准,但不彻底,同时还会带来一些新的污染。
而新型环保硅藻精土系列水处理剂开发与应用不仅使污水净化,还可满足回用要求,它已成为水处理领域新的热点和亮点。
1硅藻精土系列的来源、特性及作用1.1来源硅藻是生活在湖泊和海洋中的微体硅质生物。
天然硅藻土是古代单细胞植物硅藻的遗骸,经多年成岩作用而形成的具有多孔性生物硅质沉积岩。
中国硅藻土资源占世界第二位。
我国在1935年发现硅藻土矿,从60年代开始研究硅藻土,用在工业上作保温材料和过滤材料。
在工业上人们是将硅藻土中Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等作为杂质除去,保留硅藻的多孔性,将其作为过滤材料,在许多领域已得到广泛应用。
但将硅藻土改性后的新材料用于废水处理尚属新的尝试。
用于废水处理时Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO 等这些所谓“杂质”恰恰需要保留,因为这些“杂质”——金属氧化物都是净化水质所需的有效成份。
在我国硅藻土矿分布很广,但不是什么硅藻土都可以用来作水处理剂,优质天然硅藻土的主要成份为非晶质约占65 % ~90 %,其次为Al2O3(约占15 % ~20 %),另外还有少量Fe2O3、 CaO、MgO等,仅有那些非晶质SiO2 含量高的优质硅藻土经过系列加工,方可作为水处理剂应用。
天然硅藻土中还有粘土、石黄砂、碎矿屑等,通过选矿去除这些杂质,再经活化处理,添加一定量改性物质,形成用于废水处理时所需的各种类型的硅藻精土,也即本文所介绍的新型水处理剂。
硅藻土应用范围和特点工业填料(称作填充剂,增量剂。
泛指被填充于其它物体中的物料)1、农药业:可湿性粉剂,旱地除草剂,水田除草剂及各种生物农药应用硅藻土的特点:硅藻土无毒,悬浮性能好,吸附能力强,容量轻,混合均匀性好,在土壤中能起到保湿,疏松土质,延长农药时间;2、复合肥料业:果木、蔬菜、花草等各种农作物的复合肥应用硅藻土的特点:硅藻土无毒,悬浮性能好,吸附能力强,容量轻,混合均匀性好,硅藻土可成为高效肥料,促使农作物生长,改良土壤等方面作用;3、橡胶业:车辆轮胎、橡胶管、三角皮带、橡胶滚带、输送带、汽车脚垫等各种橡胶制品中的填料;应用硅藻土的特点:能明显增强产品的刚性和强度,沉降体积达95%,并可提高产品耐热,耐磨,耐高温,抗老化等化学作用的性能(沉积体积:橡胶工业衡量粘土细粒级相对含量的一种方法)4、建筑保温业:层顶隔热层、保温砖、硅酸钙保温材料、多孔性煤饼炉、隔音保温防火装饰板、保温隔热隔音建筑材料、墙体隔音装饰板、地砖、陶瓷制品等;应用硅藻土的特点:增加保温,隔热,隔音效果,水泥中加入5%硅藻土,增加强度ZMP,水泥变活性,可作为抢险水泥用;5、塑料业:生计塑料制品、修建塑料制品、农用塑料、窗门塑料、各种塑料管道、其它轻工业塑料制品;应用硅藻土的特点:有优秀的延伸性,有较高的冲击强度,拉伸强度,撕裂强度,质轻软内耐磨性好,高压强度好等优质作用;6、造纸业:工作用纸、工业用纸等各种纸张;应用硅藻土的特点:体质轻软,增加纸张滑润,重量轻,强度好,削减因湿度改变而惹起的强性,卷烟纸可调理焚烧率,无任何毒副作用,在滤纸中可进步增加滤液弄清度,并使滤速加速;7、饲料业:猪、鸡、鸭、鹅、鱼类。
鸟类,水产等各种饮料的添加剂;应用硅藻土的特点:硅藻土无毒,体重轻软,孔隙结构,孔隙度大,吸附功能强,拌入饲料中能均匀涣散,构成色泽浅淡柔软,并与饲料颗粒粘结混合,不易别离分出,畜禽食后促肖化,并能把畜禽肠胃的细菌吸附后排出体外,增加体质,起到强筋健骨作用,水产类投放在鱼塘池内水质变清,透气性好,水产成活率高;8、抛光摩擦业:车辆中的刹车片抛光、机构钢板、木材家具、玻璃等;应用硅藻土的特点:滑润功能强9、皮革人工革业:人工革制品等各种皮革;应用硅藻土的特点:防晒性强,体质轻软,能消除皮革污染;10、蚊香填料应用硅藻土特点:吸附药物,进步杀灭蚊虫作用;11、气球产物填料应用硅藻土的特点:轻软滑润,强度好,防晒抗高温;12、污水处置剂规模:各种工业、生计污水处置;应用硅藻土的特点:使用硅藻土过滤,处置后的污水可以达到工业重复使用的规范,颠末污水处置后的硅藻土,可以从头使用到保温材料制造中,既防治二次污染,有促进经济效益;13、硅藻土颗粒吸附剂、枯燥剂使用;使用方面:可吸附海水废油,码头,炼油厂,饮食,汽车修理厂,吸附各种油类污染物,有去污作用,硅藻土枯燥剂用于食物,医药等方面,有防潮保质作用;14、使用硅藻土过滤行业种类:调味品:味精、酱油、醋;饮品业:啤酒、白洒、黄酒、果酒、各种饮料;医药类:抗生素、组成血浆、维生素、中药提煎液、各种药水等;水处置类:自来水、工业用水、工业废水、生计用水、池水、浴池水等;化学制品:无机酸、有机酸、醇酸树酯、硫酸钛液;工业用油:润滑油、机械冷却用油、变压器油、各种机油、柴油、汽油、火油、石油、化工产物;食用油类:植物食用油,动物油等;制糖业:果葡萄糖浆,高果糖浆,葡萄糖浆,甘蔗糖,甜菜糖,蜂蜜;其化类:酶制剂、海藻胶、电解液、奶制品、柠檬酸以上种类过滤,必须用硅藻土生产成过滤盘,用压力过滤。
例析硅藻精土改性沥青混凝土技术引言硅藻土主要是由硅藻遗骸和软泥固结形成的沉积矿,经过选矿,除去与硅藻土共生的粘土、石英砂等杂物之后,将硅藻聚集纯度达92%以上的硅藻土称作硅藻精土。
大量的实践研究表明,在沥青混凝土中添加硅藻精土材料后,改性沥青混合料的高温稳定性得到了大大的提高,提高了沥青路面的高温抗车辙能力。
这是由于硅藻精土表面较为粗糙具有耐酸碱、耐磨以及抗滑等多种特点且在性能上比较稳定,独特的微孔结构和活性成分能够在很大程度上改善沥青混合料的使用效果。
一.项目应用的背景近几年,江苏省正处于十二五规划期间,全省农村公路提档升级工作已全面展开。
高淳四园至港口公路改造工程就是列入十二五期间农村公路提档升级中的其中一条道路。
近年来,随着全球气候的变暖,该地区气候夏季连续气温在37摄氏度以上(地表温度50多摄氏度)的天数已达24天之多,而目前农村公路沥青路面设计中沥青原材料选择基本为普通AH-70石油沥青,普通AH-70石油沥青A级规范要求的软化点大于46℃,所以存在沥青软化点偏低,沥青路面高温稳定性差,在夏季高温时易产生车辙、拥抱等早期病害。
结合上述情况,取得业主单位同意后,在四园至港口公路改造工程中的K2+100~K3+100段进行了硅藻精土改性沥青试验段施工。
二、硅藻精土沥青混凝土路面新技术可行性分析1、理论可行性分析硅藻精土是由硅藻的壁壳组成的,壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔。
这种独特的微孔结构,赋予它许多优良的性能:孔隙率高、比表面积大、比重小、吸附性强、耐磨、耐酸、热导性低等。
沥青混合料强度来源于粘结力和内摩阻力,是由沥青结合料和矿料两种材料提供的。
硅藻精土改性沥青混合料是通过在混合料拌和时添加硅藻精土,通过试验研究表明,硅藻精土改性沥青混合料在不改变沥青分子结构及矿物级配的情况下,提高沥青混合料的高温稳定性,明显的改善其路用性能,从而表明该新技术在理论上可行。
2、操作可行性分析硅藻精土改性沥青混合料路面施工与普通沥青混合料相比,不需要添加任何专用设备,配合比设计方法与普通沥青混凝土相同,通过试验确定硅藻精土的最佳掺量,然后按照最佳掺量等量替代矿粉,硅藻精土改性沥青混合料的拌和中,硅藻精土的添加采用矿粉添加筒与矿粉分开依次添加,并适当增加混合料的拌和时间。
硅藻土净化材料在地下水污染修复中的应用研究地下水是一种重要的水资源,对生态和人类的生存和发展起着至关重要的作用。
然而,由于工业活动、农业过程、城市化和其他人类活动的影响,地下水面临着严重的污染问题。
地下水污染不仅会危害人体健康,还会引发生态系统失衡和生物多样性的破坏。
因此,寻找高效的修复技术成为解决地下水污染的关键措施之一。
在过去的几十年里,许多不同的修复技术已被开发和应用于地下水污染修复领域。
其中,硅藻土净化材料作为一种新兴的修复材料,受到了广泛的关注和研究。
硅藻土是一种由硅藻生物以及残余的海洋、湖泊和河流等水生植物形成的含硅质材料。
它具有丰富的孔隙结构、大的比表面积、高的吸附能力和化学稳定性等特点,因此被广泛应用于土壤和地下水污染修复。
首先,硅藻土净化材料具有卓越的吸附性能。
硅藻土独特的孔隙结构和比表面积使其能够吸附和去除地下水中的有害物质,如重金属、有机污染物等。
研究表明,硅藻土吸附剂对镉、铅、铬等重金属离子具有很高的吸附能力,能够有效地降低地下水中这些有害物质的浓度。
此外,硅藻土净化材料还可以吸附有机物质,包括农药、溶剂和石油烴类化合物等。
其次,硅藻土净化材料具有良好的离子交换性能。
硅藻土中的离子交换作用可以进一步增强其去除地下水中污染物的能力。
硅藻土中的正离子(如Na+、Ca2+、Mg2+等)可以与地下水中的有害离子形成复合物或离子盐,从而将有害物质固定在硅藻土表面或孔隙中,达到有效去除的目的。
此外,硅藻土净化材料还具有一定的菌群活性。
硅藻土能够提供适宜的温度、湿度和营养条件,为细菌和微生物的繁殖提供良好的环境。
在地下水污染修复中,微生物可以降解有机物质,从而实现地下水的净化。
硅藻土作为一种添加剂,能够提供微生物生长的理想环境,促进微生物代谢活性的提高,加速地下水中有机污染物的降解速率。
然而,硅藻土净化材料在地下水污染修复中还存在一些挑战。
首先,硅藻土的成本较高,限制了其大规模应用。
目前,研究人员正在尝试通过改进硅藻土制备工艺和开发低成本替代材料来降低成本。
登封市祥隆净水材料有限公司硅藻精土污水处理剂简介及使用说明硅藻土分为,硅藻土,硅藻精土和改性硅藻精土,改性硅藻精土是专门针对污水处理而研发的一种产品,介绍如下一、硅藻精土是一种硅质沉积岩,由硅藻遗体沉积而成,主要矿物成分为蛋白石。
白色或浅黄色,它性能稳定,耐酸,孔容大、孔径大,比表面积大,吸附性强,能吸附等于自身质量1.5~4倍的液体,能吸附自身质量1.1~1.5倍的油分。
它的电位为负,绝对值大,吸附正电荷能力强。
因此对污水有极好的净化效果。
对于采用吸附塔净化装置,除吸附作用外,还有筛分作用和深度效应。
二、硅藻精土的产品特点硅藻精土污水处理剂,是以复合矿物为主体原料,经特殊技术工艺处理而制成的硅藻土产品,与化学合成的水处理剂有本质上的区别。
在污水处理中不发生任何副作用,硅藻土可以称其环保绿色产品。
产品为粉状,性质偏酸,PH值6左右,比重0.4~0.5,颜色为米黄色、灰色,它以天然矿物固有的各种性能,再加人工活化,便能有效的清除水中的各类污杂物,净化水质。
对各类污水都能比较有效的进行处理,对于重金属、有毒物、氨氮、放射性等废水则堪称特效药剂。
各行业都可采用本药剂处理污水,重点对象是电镀、电路板、造纸业、煤矿、油井、放射性、电池、冶金、制革、制药、油墨、印染、食品、酒精厂、精细化工、木材加工、屠宰、畜牧等各行业生产单位的废水或污水。
三、硅藻精土的产品性能硅藻精土水处理剂的性能,实际由天然矿物的性能所决定的。
人工物化处理剂的作用在于:提高矿物质的活性,加大其功能容量,增加反应的灵敏度,其主要具备以下特性:(1)吸附性与吸附选择性:由晶体结构而产生的静电引力和晶粒表面存在的色散力,使矿物质有很强的吸附作用力。
可以吸附无机物和有机物。
但它对不同物质的吸附习性和能力有所不同,故又具有吸附选择性和筛分性。
(2)吸附-交换截留性:在温度相对较高时,矿物晶体空腔也相对增大,此时经吸附或交换而进入的分子或离子,在温度下降、晶体空腔缩小被截留,并且以甚高的密度被保存下来。
硅藻土净化材料在地震灾后水源净化中的应用研究地震是自然界中一种破坏性极大的自然灾害,它不仅给人们的生命财产造成了严重威胁,也对环境造成了巨大破坏。
特别是在地震发生后,饮水安全成为当务之急,因为地震可能导致供水系统损坏或者水源受到污染。
然而,我们可以利用硅藻土净化材料来解决地震灾后水源净化的问题。
硅藻土是一种天然的、多孔的沉积岩矿物材料,主要由硅藻构成。
它具有很高的比表面积和孔隙度,可以吸附和过滤水中的有害物质。
因此,硅藻土被广泛应用于水处理领域,特别是在地震灾后的水源净化中具有巨大的潜力。
首先,硅藻土具有优异的吸附性能,可以去除水中的有机物、重金属离子和细菌等污染物。
地震灾后,水源的污染可能来自于破裂的供水管道、损毁的储水设施以及周围环境的污染源等。
硅藻土可以通过吸附作用将这些污染物吸附到其表面和孔隙中,有效去除水中的有害物质,提高水源的净化效果。
其次,硅藻土具有一定的微生物学性能,可以抑制细菌的生长。
地震灾后的水源可能受到细菌和其他微生物的污染,这会给饮水安全带来严重威胁。
硅藻土含有丰富的二氧化硅和微量元素,可以杀灭或抑制细菌的生长,从而减少水源受到细菌污染的风险。
此外,硅藻土还具有良好的沉降性能,可以快速沉降悬浮物并分离水源中的杂质。
地震灾后,水源可能被泥沙等悬浮物污染,影响水质。
硅藻土可以通过加速悬浮物的沉降,将其与水分离,从而提高水源的净化效率。
除了上述优点,硅藻土还具有很好的稳定性和再生性能。
它在水处理过程中不会释放出有害物质,对环境友好,符合可持续发展的要求。
而且,硅藻土可以通过简单的处理方法进行再生,降低了成本,提高了使用效率。
近年来,许多研究表明硅藻土净化材料在地震灾后水源净化中的应用潜力。
例如,某研究团队利用硅藻土制备了一种复合材料,成功去除了水中的重金属离子和有机物质。
另外,一项研究发现通过将硅藻土和其他净化材料结合使用,可以进一步提高水源的净化效果。
这些研究结果证明了硅藻土的广泛应用前景,为地震灾后水源净化提供了新的思路和方法。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟硅藻土简介硅藻土是一种十分重要的非金属矿产。
由于硅藻土具备特殊的理化性能,由此广泛应用于化工生产中的触媒载体,油漆、橡胶、造纸中的填充料,食品工业中的过滤、漂白剂,隔热、隔音材料,以及石油精炼、陶瓷、玻璃、钢铁、冶金热处理等。
硅藻土(Diatemite)是一种生物成因的含结晶水非晶体二氧化硅的蛋白石,主要由硅藻(一种单细胞的水生澡类)遗骸和软泥固结而成的沉积矿,具有孔隙度高、比表面积大、吸附性强、质轻坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等特性。
广泛用于水处理、饮食、建材、化工、橡胶、石化、医药、冶金、油漆、化妆品、涂料、机械、能源等行列,可制水处理剂、公路路面沥青改性剂、助滤剂、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂等,是近代工业不可缺少的材料,至今尚未获得令人满意的替换物质。
贵州西部、西南部、西北部地区,具备有形成硅藻土的潜在地质条件。
《贵州地质科技情报》于86 年1 期、5 期对硅藻土作了有关报导和讨论,但尚存在一定问题。
为了在我省开展硅藻土的找矿工作,有必要对硅藻士的矿物岩石特征作进一步的认识。
硅藻土[DIATEMITE]是一种生物成因的硅质沉积岩,主要由硅藻(一种单细胞的水生藻类)遗骸和软泥固结而成的沉积矿。
具有孔隙度高、比表面积大、吸附性强、质轻、坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等特性,广泛用于水处理、建材、化工、橡胶、石化、医药、化妆品、涂料等行业,可制水处理剂、助滤剂、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂、硅改沥青等,是近代工业不可缺少的材料,至今尚未获得令人满意的替换物质。
我国硅藻土矿主要分布在云南省中西部地区及我国东部浙江嵊县,东北部吉林省和内蒙古,四川攀西地区,广东雷州半岛等十九个省内;我国硅藻土矿绝大多数均属中、低品位,必须经过选矿才能用于硅。
硅藻土功能填料(吉林省临江市美诗顿粉体材料有限公司刘伯田)硅藻土是以硅藻遗骸为主的一种生物沉积矿,其主要成分是非晶质SiO2。
具有良好的化学稳定性和热稳定性,同时具有孔隙度高、比表面积大、吸附性能强等特点。
所谓硅藻土功能填料,是指将硅藻土填加到某一种材料或者某一产品中,使该材料或产品性能有所改善和提高,所以叫功能填料。
硅藻土功能填料广泛应用于化工、医药、塑料、橡胶、造纸、油漆、涂料、建材、农业等许多领域。
1、橡胶、塑料填料以硅藻土作为橡胶、塑料制品的填料,能够增强填充系统的刚度、强度和硬度以及系统的耐热、抗老化、耐磨性能,提高产品的使用性能。
吉林利用本省硅藻精土经助熔焙烧成功地生产出无滴膜,经权威机构检测,各项技术指标比用白炭黑作填料要好。
2、涂料填料硅藻土的结构、吸附性及化学惰性,能使色调固定,且不与基质反应。
用硅藻土作油漆涂料,消光效果好,能满足油漆要求,漆膜外观平整光滑,力学性能符合要求,防沉淀性能比高岭土好。
3、造纸填料硅藻土作为一般造纸填料能使纸张平整、柔软、减少因湿度引起的伸缩,提高印刷性能。
4、农药载体、杀虫剂农药在制成粉剂或粒剂时,为了更好将农药稀释或分散,通常采用非金属矿粉作为载体,硅藻土是常用的载体之一。
常用的合成农药虽然具有速效性,但生产成本高,还污染环境。
美国专利中推出了一种无毒的杀虫剂,这种杀虫剂只杀死昆虫,而对动物不起任何作用。
杀虫剂含有针状颗粒和引诱剂,目前最合适的针状颗粒是淡水硅藻土,这种硅藻土经粉碎,并适当雾化后就能成为致死昆虫的针状颗粒。
引诱剂可以是糖、玉米淀粉、糊精、干糖蜜、大豆粉等。
5、矿物饲料填料6、摩擦片填料7、其他填料。
硅藻土的应用与讨论进展(硅藻土)是一种生物成因的硅质沉积岩,由古代硅藻遗体构成,其化学成分重要是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。
硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等。
硅藻土中的硅藻有很多不同的形状,如圆盘状、针状、筒状、羽状等。
1.硅藻土的传统用途硅藻土细腻、松散、质轻、多孔、吸着力和渗透性强、颗粒细小。
硅藻土的传统用途为如下几个方面:①作为保温材料,硅藻土用于锅炉、蒸馏器、热处理炉、干燥器的保温材料以及轻质保温板、保温砖、保温管等;②作为助滤剂,应用在啤酒、制药等行业中,是知名的啤酒助滤剂③作为功能性填料,加入添加颜料的薄膜中可以起到消光的作用;④硅藻土也是化学工业催化剂载体,在制造硫酸中作钒催化剂,精炼石油中能加强石油的氢化作用;⑤是建筑材料中的优选轻质材料,又是防水防渗的原材料之一。
⑥高纯的硅藻土细粉加到银抛光粉中,可作汽车的抛光剂等。
随着科技的进展和人们对硅藻土从宏观到微观认得的渐渐深入,发觉硅藻土壳壁上点纹、线纹和助纹都是整齐排列的小孔,线纹小孔的直径在20~100nm,壳缝为125nm左右。
这样,硅藻土作为天然的有机孔材料受到了科技工的重视,以硅藻土为原材料,在此基础上尝试开发其它的纳米材料方兴未艾。
另一方面,硅藻土壳壁重要由非晶质二氧化硅(SiO2)构成,以硅藻土为原材料,还可以合成橡胶行业的紧要补强剂白炭黑。
硅藻土同其它非金属矿物一样,也可以进行有机或无机改性,使其制品性能更加优良。
近来,硅藻土在农业方面的应用也大有进展或者用于种子存贮,或者用于牲畜饲养,除虫杀虫,效果都颇明显。
2.硅藻土的新用途2.1微孔材料硅藻土的形体尺寸一般为几个微米到几十微米,最小只有1m,而其线纹小孔和壳缝均在纳米范畴,是天然的纳米材料。
利用其天然的微孔及纳米缝隙的特性,硅藻土被更多地用于制造微孔材料。
(1)多孔道纳米沸石在硅藻土的沸石化制备多级孔道结构沸石材料的方法(专利号:CN01126842)中,用层叠层和气固相转晶技术沸石化硅藻土制备多级孔道结构。
1 硅藻土的性能 1.1矿物简介分子式: SiO2 分子量: 60.08 硅藻土是一种硅质岩石,主要分布在中国、美国、丹麦、法国、苏联、罗马尼亚等国。
我国硅藻土储量3.2亿吨,远景储量达20多亿吨,主要集中在华东及东北地区,其中规模较大,工作做得较多的有吉林、浙江、云南、山东、四川等省,分布虽广,但优质土仅集中于吉林长白硅藻土矿区,资源优为丰富,其他矿床大多数为3~4级土,由于杂质含量高,不能直接深加工利用。
硅藻土由无定形的SiO2组成,并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。
硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色,质软,多孔而轻,工业上常用来作为保温材料、过滤材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脱色剂及硅藻土助滤剂,催化剂载体等。
显微镜下可观察到天然硅藻土的特殊多孔性构造,这种微孔结构是硅藻土具有特征理化性质的原因。
硅藻土作为载体的主要成分是SiO2。
例如工业钒催化剂的活性组分是V2O5,助催化剂为碱金属硫酸盐,载体为精制硅藻土。
实验表明,SiO2对活性组分起稳定作用,且随K2O或Na2O含量增加而加强。
催化剂的活性还与载体的分散度及孔结构有关。
硅藻土用酸处理后,氧化物杂质含量降低, SiO2含量增高,比表面积和孔容也增大,所以精制硅藻土的载体效果比天然硅藻土好。
硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的,其本质是含水的非晶质SiO2 。
硅藻在淡水和咸水中均可生存,种类很多,一般可分为“中心目”硅藻和“羽纹目”硅藻,每一目中,又有许多“属”,相当复杂。
天然硅藻土的主要成分是SiO2,优质者色白,SiO2含量常超过70%。
单体硅藻无色透明,硅藻土的颜色取决于粘土矿物及有机质等,不同矿源硅藻上的成分不同。
硅藻土,是被称之为硅藻的单细胞植物死亡后经过1至2万年左右的堆积期,形成的一种化石性的硅藻堆积土矿床。
硅藻是最早在地球上出现的原生生物之一,生存在海水或者湖水中。
正是这种硅藻,通过光合作用向地球提供氧,促进了人类和动植物的诞生。
硅藻精土(天然硅藻纳米微孔材料)系列产品的开发和应用王庆中二〇一四年十二月十八日各位同仁,你们辛苦了!仓促地给你们发出邀请,你们即时赶赴大理,谢谢各位!今天研讨会的课题是:《硅藻精土系列产品的开发和应用》。
王希季院士对国内外硅藻土开发,亲笔写了下面的分析:国外硅藻土开发的情况:1:硅藻土矿业在世界矿业中占的比例很小,约万分之一至万分之二。
在一九七九年以后,硅藻土矿业增长不快,主要原因是:经济品质适合开发的硅藻土资源不多,产品受原矿土限制,即无需选矿就可以达到硅藻精土质量的矿山储量日益减少,需要选矿才能利用的低品质原矿土的利用越来越迫切,低品位原土优选为高品质精土的选矿工艺为世界各国急需迫切解决的攻关课题,但至今难于解决,不能适应需求量越来越大的硅藻精土的来源,从而使硅藻土工业的发展受原材料的制约而难于较快发展。
2:由于硅藻土矿业不大,因此研究硅藻土矿业的人很少,硅藻土矿的开发,特别是低品位矿的开发,由于缺少实际经验和理论指导进展不快。
3:硅藻土原矿的物理性质,化学成分和极其复杂的共生杂质,因矿山不同而差异很大,这又增加了开发的难看。
4:总的来说,世界硅藻土矿业增长不快的主要原因,不是需求的减退,而是高品质原矿土的供应因上述原因而产生困难。
我国硅藻土开发的情况:1:我国对硅藻土开发仅处于起步阶段,不论在基础理论研究还是在应用研究方面都远远不足,与硅藻土应用研究发达的国家相比,仅仅只是一个萌芽。
2:我国有的权威部门和科研单位,由于缺乏硅藻土基础知识的了解,又无实践经验,多次发生误导,甚至将其他矿种,当作硅藻土进行开发的情况,浪费大量的人力和财力。
3:我国忽视硅藻土基础理论研究和对国外资料、信息交流,致使研究工作长期停留在低水平,从而对一些较深的基础理论研究和较高层次的产品开发,研制成果几乎等于零。
4:我国对硅藻土的研究起步较晚,专业人才非常缺乏,为此有一些根本不懂硅藻土知识的学者,发表文章,组织研究会,结果使已出现的科技成果被压抑,而纯理论甚至是谬误的技术在大量发表,致使我国硅藻土开发进退徘徊。
5:我国高档次硅藻土产品外销几乎等于零,并且不能摆脱目前扔依靠进口硅藻土成品的局面。
6:硅藻土工业的开发,对于储量丰富的我国,是迫在眉睫的重大课题,但我国的硅藻土资源,绝大多数均属中、低品位,为此,中国硅藻土开发的战略问题是解决优选工艺,只有研制经济、适用、可行的中低品位原土优选为高品质精土的选矿工艺,我国的硅藻土工业才能迅速发展,否则将继续停留正在目前现状上。
一、国内外硅藻土开发和应用的现况:硅藻土自1833年首先在德国发现以来,已有181年的历史。
在这181年里中,硅藻土的开采、加工、应用都有很大的发展,对它的认识也更加深刻,发现它有许多独特的性能,在工业上有广泛的用途,能生产1000多种产品,在1975年以前产量逐年增加,在1975年以后产量逐年减少,近10年来,产量又再次逐年增加。
我国自1929年发现浙江嵊州硅藻土,1935年发现山东临朐硅藻土,1943年发现吉林长白硅藻土,至今也有85年的历史。
解放前,硅藻土工业是一片空白,解放后65年,我国硅藻土也仅用在低档次产品上。
1、我国是硅藻土资源丰富的国家之一由于硅藻土是生物成因,在特定的成矿条件下形成,因此资源有限。
已知全球共有硅藻土18.41~20亿T,远景储量35.73亿T。
其中亚洲居第一位,有10亿T;欧洲有5亿T;美洲、非洲和大洋洲5亿T。
目前我国已有14个省、自治区发现硅藻土矿70余处,已探明储量3.6844亿T,远景储量超过20亿T。
在吉林长白、内蒙、广东徐闻、云南腾冲4处发现了优质硅藻土,其中吉林长白是世界优质硅藻土储量上千万吨的产地之一。
另外黑龙江省嫩江地区发现了质佳量大的硅藻岩;在云南先锋和黑龙江的鸡西发现了规模巨大的高烧失量型硅藻土;在云南宾川和山西张村发现了高钙硅藻土。
已经证明我国是世界上硅藻土资源最丰富的国家之一,储量占世界探明储量的19.11%,仅次于美国,居世界第二位。
2、开发应用从宏观上说,国内外把硅藻土主要应用在过滤材料、保温材料、功能填料、建筑材料、催化剂载体、水泥混合材料和其他材料等8大类。
由于各国资源条件和经济发展水平不同,应用结构也不一样。
例如美国1997年的产量为70.5万T,其应用结构是:助滤剂占67%,填料占13%,其他占20%。
而丹麦的硅藻土,保温材料占60%,填料占40%。
法国助滤剂占50%,填料占50%。
德国50%作填料,30%作助滤剂,20%作催化剂。
日本35%作填料,33%作助滤剂,21%作建筑材料,11%作保温材料。
由此可见,各国都针对本国硅藻土的特点来开发硅藻土制品。
我国硅藻土产业起步晚,主要用于保温材料和钒催化剂载体,60年代有了水泥混合材料,70年代初有了助滤剂,80年代有了填料和精细化工产品,90年代有了硅藻土选矿和硅藻土精土水处理,近10年有了新型墙体材料。
目前我国硅藻土应用有八大系列,几十种产品。
形成了吉林临江、浙江嵊州和云南洱源三大硅藻土基地,我国的硅藻土产量,仅次于美国(70.5万T),居世界第二位,达到29万T,高于丹麦(9.2万T)、法国(8.5万T)、韩国(8万T)和墨西哥(5.6万T),占世界年产量141万T的20%。
目前我国硅藻土产品主要有6项:即水泥混合材料、保温材料、助滤剂、功能填料、钒催化剂载体和和水处理剂,其他产品为吸附剂、农药载体、微孔玻璃、造纸填料、塑料填料、橡胶填料、化肥填料、涂料、喷灌混凝土填料、化工填料、摩擦材料填料、钻井冲洗隔离液填料、饲料添加剂、硅改性沥青等,正在推广应用的有新型墙体材料。
3、出口创汇我国的硅藻土属于优先发展并允许大量出口的矿种,因此从1965年便开始组织原矿和保温砖出口,但数量极少。
1990年以后,出口量上万T,1995~1996年出口量达到15万T以上,但均是低价格的原矿和保温砖等,平均价400元左右/T。
4、创新创新是社会生产力解放和发展的中药基础和标志。
新中国65年来,我国硅藻土工业有六大创新:一是:1985年用长白山的原土研制出钒催化剂载体;二是:1990年研制发明了超低品位硅藻土纯物理选矿技术;三是:1992年研制成硅藻土轻型墙体材料微孔硅酸钙,四是:1995年美国塞立特公司在吉林临江和长白投资2999万美元建成助滤剂生产线。
五是:1995年昆明用硅藻精土改性沥青铺了第一条公路(安宁温泉至曹溪寺);六是:1996年硅藻精土水处理技术在昆明大观河处理污水实验成功。
六大创新中的反催化剂载体、微孔硅酸钙和助滤剂三项都是把国外成熟的技术搬来中国,用中国的硅藻土来生产。
另外三项均是云南庆中科技有限公司所为,特别是超低品位硅藻土纯物理选矿技术和硅藻精土水处理技术,是在没有任何借鉴下的原创发明。
5、存在问题纵向看,我国硅藻土工业有进步、有发展,正处于发展壮大阶段。
横向看,差距很大,资源优势已转化为优质产品的优势后没有发展为经济优势。
生产规模小,装备差,身材技术落后,因此产品品种少,质量不理想,成本高,竞争乏力。
另外许多应该开发的领域,至今还是空白,任重而道远。
从目前看,我国的大宗硅藻土产品,只有钒催化剂载体、助滤剂,轻质高强保温砖达到国外同类产品的水平,大多数硅藻土制品质量还有待提高,特别是那些小作坊生产的保温砖,容量大,强度低,耐久性差,应该予以淘汰。
6、经验教训全球181年硅藻土开发的基本经验告诉我们,硅藻土的用途虽广,产品有1000多种,但并不是只要有硅藻土,什么产品都能生产,而是套根据硅藻土的品位、原矿的特点和所在地理位置,瞄准市场需求,开发适销对路的产品,才能取得事半功倍的效果。
正式遵循这个原则,吉林以生产助滤剂为主导产品;浙江以生产保温材料为主导产品;云南以生产水处理剂为主导产品。
另外企业一定要大投入,上规模,上档次,上水平,不能小打小闹。
最主要的教训是发生在90年代初的那场“硅藻土助滤剂热”。
两年间,全国上了120多个小硅藻土助滤剂厂。
7、展望经过65年的发展,我国硅藻土工业有了一定的基础,培养了一批人才,有良好的发展条件。
今后发展的重点应该是:研制硅藻土选矿技术,光大硅藻土的用途,开发科技含量高、有市场的新产品;淘汰小作坊式的小保温砖厂、小助滤剂厂。
引资金,大投入。
建几个有规模、上档次、上水平的大厂。
例如丹麦的大型轻质高强保温砖厂;美国5万T/ 年的功能填料厂;年产6000万快标砖的新型墙体材料厂等。
届时,大量优质硅藻土产品,不仅供应国内市场,还可出口创汇,真正变成既是硅藻土资源大国,又是硅藻土生产大国、消费大国和出口大国。
功能性填料是硅藻土的最大用途,应用面广,产品多,效益好,因此各国都大力开发。
例如美国每年生产硅藻土填料20万T,法国、德国50%,丹麦40%,日本30%的硅藻土都用来作填料。
我国年产硅藻土30万T,填料只有几千T,仅占1%,实在太少。
其原因是:硅藻土作为填料,必须是优质硅藻土,并且1万T或10万T,必须是一个同样的品级。
由于硅藻是在特定的成矿条件下形成的生物成因矿,大量的杂质成份和硅藻共生,世界上没有纯净的硅藻土,制约了硅藻土作为功能性填料的用途。
可喜的是我们,我指的是今天在座的我们,我们对经优选生产的硅藻土有优先、独占开发权,腾冲年产2万吨硅藻精土机械化生产线在腾冲建成,将必推动硅藻精土系列产品开发推广和应用。
在这新的机遇、新的起点上,我们要把硅藻用于建成、化工、橡胶、石化、医药、治金、油漆、化妆品、涂料、机械、饮食、能源、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂等行列。
我们不能停留在仅把硅藻精土应用于水污染治理和硅改沥青,我们需要作战略转移,对硅藻精土系列产品开发、推广、应用进行战略研讨,使硅藻纳米微孔新材料产业实现新的腾飞,在以后更为激烈的竞争中乘风波浪,全面展现硅藻纳米微孔新材料产业的风采,实现产业的跨越式发展和产业升级。
新材料是社会进步的先导,当代文明的支柱,更是现代新技术革命的基础。
目前,新材料发展的水平,已成为衡量一个国家综合实力大小的主要标志,也是判断一个国家科学技术现代化程度及生产力水平高低的重要依据。
“谁掌握了新材料,谁就掌握了未来”。
所以,世界各先进工业国都把大力研究和开发新材料作为21世纪的重大战略决策。
新材料、信息科技、生物技术、光机电一体化是我国大力发展的四大高新技术产业。
我国的新材料产业已呈迅猛发展之势。
硅藻纳米微孔新材料产业已具备了跨越发展的基础,正面临跨越发展的机遇。
二、硅藻精土咋填料中的应用1、概述硅藻精土是用硅藻原土经纯物理湿法选矿工艺精选提纯的高品质硅藻土产品,不含晶体二氧化硅、碎屑矿物和粘土质等杂质,由非晶体活性二氧化硅组成硅藻含量在92%以上,具有体积轻、孔隙度高、比表面积大、吸附性强、坚固、隔音、隔热、耐酸、化学性质稳定和热传到性低等一系列优良特性。