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什么是硅藻土分析

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什么是硅藻土

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。硅藻土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。

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。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。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地区，

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。

由于硅藻的独有特性，能吸收水中的游离硅形成其骨骸，当其生

命结束后沉积，在一定的地质条件下形成硅藻土矿床。具有一些独特的多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学

稳定性，通过对原土的粉碎、分选、煅烧、气流分级、去杂等加工工

序改变其粒度的分布状态及表面性质后，适用于多种工业要求。

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。

工业上常用作为保温材料、隔音材料、过滤材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脱色剂及催化剂载体等。

优点：硅藻土涂料添加剂产品，具有孔隙度大、吸收性强、化学

性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为涂料提供优异的表面性能，增容，

增稠以及提高附着力。由于它具有较大的孔体积，能使涂膜缩短干燥

时间。还可减少树脂的用量，降低成本。该产品被认为是一种具有良好性价比的高效涂料用消光粉产品，目前已被国际上众多的大型涂料

生产商作为指定用品，广泛应用于乳胶漆,内外墙涂料,醇酸树脂漆和

聚酯漆等多种涂料体系中，尤其适用于建筑涂料的生产。应用涂料、

油漆中，能够均衡的控制涂膜表面光泽，增加涂膜的耐磨性和抗划痕

性，去湿、除臭、而且还能净化空气，隔音、防水和隔热、通透性好

的特点。

不含有毒化学物质近年来，许多以硅藻土为原料的新型室内外涂料、装修材料，如

康力硅藻泥，在国内外越来越受到消费者的青睐。在中国是一个潜在

的发展硅藻土室内外涂料的一种天然材料，不含有害化学物质，除了

具有不燃、隔音、防水、重量轻以及隔热等特点外，还有除湿、除臭、

净化室内空气等作用，是优良的环保型室内外装修材料。能调节室内湿度

日本北见工业大学的研究成果表明，用硅藻土生产的室内外涂

料、装修材料除了不会散发出对人体有害的化学物质外，还有改善居

住环境的作用。

首先，可以自动调节室内湿度。硅藻土的主要成分是硅酸质，用它生产的室内外涂料、壁材具有超纤维、多孔质等特性，其超微细孔

比木炭还要多出5000到6000倍。在室内的湿度上升时，硅藻土壁材

上的超微细孔能够自动吸收空气中的水份，将其储存起来。如果室内

空气中的水份减少、湿度下降，硅藻土壁材就能够将储存在超微细孔

中的水份释放出来。其次，硅藻土壁材还具有消除异味的功能，保持室内清洁。研究

和实验结果表明，硅藻土能起到除臭剂的作用。如果在硅藻土中添加

氧化钛制成复合材料，能够长时间消除异味和吸收、分解有害化学物

质，并能够长期保持室内墙面清洁，即使家中有吸烟者，墙壁也不会

发黄。

硅藻土室内外涂料、装修材料还能够吸收和分解导致人过敏的物

质，有医疗功能。硅藻土壁材对水份的吸收和释放能够产生瀑布效果，将水分子分解成正负离子。正负离子群在空气中四处浮游，有杀菌能

力。

硅藻泥矿石性质及定义

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成，其化学成份主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、

K2O、Na2O、P2O5和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。

优质硅藻土的氧化铁含量一般为1—1.5%，氧化铝含量为3—6%。

硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水

云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。有机物含量从微量到30%以上。

硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松

散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物性。

硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、羽

状等。松散密度为0.3—0.5g/cm3,莫氏硬度为1—1.5（硅藻骨骼微粒为4.5—5mm），孔隙率达80-90%，能吸收其本身重量1.5—4倍的

水，是热、电、声的不良导体，熔点1650—1750°C，化学稳定性高，

除溶于氢氟酸以外，不溶于任何强酸，但能溶于强碱溶液中。

硅藻土的氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50—80%。

非晶型SiO2加热到800—1000°C时变为晶型，碱中可溶性硅酸可减

少到20—30%。硅藻土新技术在污水处理中的应用

在我国，污水处理技术经历了几十年的发展历程，从70年代末

的普通活性污泥法，到目前的主流工艺如AB法、A/O、A2/O、SBR和

氧化沟等，是以生化为主的处理工艺，在大中型城市污水处理中起重要作用。但由于受到管网建设、工程投资、运行费用和占地面积等诸

多因素制约，必须开发真正能体现“高效低耗”并适合中国国情的处

理技术和工艺。为了适应技术发展的需要,我公司科研人员在国内高

校院所的支持下，致力于“硅藻精土水处理技术”的研究和开发，开

发出了一系列以硅藻精土处理技术为主的污水处理新工艺，有效地将硅藻精土与生化工艺或其他处理工艺有机结合起来，形成“系列化成

套技术”。到目前为主，该技术已在多项包括生活污水、印染废水深

度处理等实际工程中获得了成功应用。特别是硅藻精土与生化有机结

合应用于中小城镇生活污水处理，取得了良好的效果。它与目前采用

的主流生化工艺相比具有：处理效果好、适应性强、投资省、处理成本低、占地面积小、操作方便、运行可靠等优势，在中、小城镇生活

污水处理中有着广阔的应用前景。

硅藻精土污水处理中的应用基础杭州正洋水处理工程技术有限公司硅藻土是古代单细胞低植物硅藻的遗骸堆积后，经过初步成岩作

用而形成的具有多孔性的生物硅质沉积岩。通过选矿去除杂质富集成

硅藻精土，它的主要成分是：非晶体的SiO2，并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等金属氧化物。研究中发现，硅藻精土是由不导电

的非晶体型二氧化硅组成的硅藻壳体富集而成的，粒径极为微小，有

效比表面积较大。在废水处理应用中，硅藻精土通过表面改性成为硅

藻精土水处理剂，针对不同的废水水质，硅藻精土处理系统与其他相

配合的处理工艺有机结合，组成一套合理的处理工艺，通过硅藻精土和生物工艺的协同作用，达到高效低耗的综合效果。硅藻精土在处理

过程中的作用主要表现为以下二个方面：

1、硅藻精土处理系统具有集絮凝、吸附和过滤为一体的功能，

对污水中的COD、SS、BOD、P有很强的去除能力。由于硅藻表面的不

平衡电位能中和悬浮粒子的电荷，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成醪羽，凝集成较大的絮花。另一方面，由于其巨大的比表面积和表

面吸附性，脱稳胶体极易被吸附到硅藻土上，且附着了污染物质的硅

藻土颗粒间相互吸附能力大，可快速形成粒度和密度较大的絮体，且

絮体的稳定性好。

2、硅藻精土天然无毒的特性,与微生物产生良好的协同作用，可降低污水中的有机物和氨氮。硅藻土内部孔隙多，孔隙间串联相通，

拥有巨大的比表面和合适的表面负电性，同时它又是单细胞低等植物

硅藻的遗骸，使得它具有优良的生物相容性，可以作为一种优良的多

孔生物载体。多种微生物大量富集和挂膜在硅藻土的内外，与硅藻土

协同作用，从而形成了类似于生物活性炭同时又优于活性炭的“生物

硅藻土”。正因为这一优良的生物相容性多孔载体的特性，提高了生

物活性、延长了和污染物的接触时间。硅藻土表面的生物膜存在着好氧硝化过程、缺氧反硝化过程和同时硝化一反硝化（SND）过程，从

而能够有效地降低了废水中的氨氮。

目前，使用“硅藻精土水处理技术”投入运行的污水处理项目已

数十家，其它正在设计和施工的项目达十多项。最近两年我们对生物

硅藻土一体化技术进行广泛的研究和发展。根据实际运转效果总结：应用硅藻精土新工艺处理污水具有其它传统工艺很难做到的综合高

效的优势：

1、投资优势：日处理10000吨总投资不超过850万；占地面积

6—10亩。直接运行费用0.35—0.42元/吨废水。

2、技术指标优势：各项指标均能达到国家规定的一级排放标准。3、建设优势：减少管网投资，因地制宜，可以模块式分步建设，

建设速度快，实施周期4—6个月即可完成。

4、景观化优势：结合周边区域环境，就地取材，进行景观化设

计，创导环保文化，体现与自然融合的生态效应。

5、资源化优势：可以选择性的回用，节约水资源；产生的污泥干化后可以制砖或作为有机肥料填料，减少污泥造成的二次污染。

6、硅藻土资源优势：据目前勘测结果全国有17个地区有丰富的

硅藻土原土资源，储量在20亿吨左右，采用纯物理选矿方法提纯的

硅藻精土成本较低。

硅藻精土新技术应用的市场空间。硅藻精土新技术体现了“高效

低耗”的工艺优势。我国是一个发展中国家，污水治理的基本原则是

要以有限的财力，解决日益严重的水污染问题。城镇污水处理选择硅

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硅藻土的吸附

硅藻土的吸附

大学生创新实验报告

实验项目名称 硅藻土对甲基橙的吸附性能的测定

学生团队名称 041412205 何晓晓

041412223 郝夏雨

指导教师 饶品华

所在学院 化学化工学院

完成实验日期 2013~2014学年第二学期 目录

硅藻土对甲基橙的吸附性能的测定实验

1.实验目的

1. 了解硅藻土的性能与吸附性。

2. 测定硅藻土对有机染料的吸附性以及影响因素。

3. 了解掌握恒温器和分光光度计的使用方法.

4. 硅藻土吸附剂在染料废水处理中的可应用性。

2.实验背景

硅藻土是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土不但被称为是“食品级”的材料，而且因为它本就源于大海或湖泊，它在水相中还非常稳定。世界上有 20 多个国家出产硅藻土矿，而中国硅藻土矿资源比较丰富，储量在 20 亿吨以上。

硅藻土的特性：

从矿物成分上来看，硅藻土主要由蛋白石组成，杂质为粘土矿物、水云母、高岭石等。纯净的硅藻土一般呈白色土状，含杂质时常被铁的氧化物或有机质污染而呈灰白、黄、灰、绿以至黑色。其化学成分主要是SiO2，含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。有机物含量从微量到30%以上。SiO2含量是硅藻

土矿石中硅藻含量的量度标志之一。

国内硅藻土比表面积一般在19-65m2•g-1的范围内，主要孔半径为50-800nm，孔体积为0.45-0.98cm3•g-1。酸洗处理可提

高硅藻土的比表面积，增大孔容。但不同种属的硅藻土经焙烧处理比表面、孔容的变化不同。

硅藻土的吸附性能与其物理结构密切相关：硅藻土的比表面积越大，吸附性能就越大；孔径越大，吸附质在孔内的扩散速率越大，也就越有利于达到吸附平衡。但在孔容一定的情况下孔径增大会降低比表面积，从而降低吸附性能；在孔径一定时，孔容越大，吸附量就越大。硅藻土表面独特的羟基结构使其在水溶

硅藻土固相萃取在毒物分析中的应用

硅藻土固相萃取在毒物分析中的应用

中国人民公安大学学报（自然科学版）　２０（１６年第４期Ｎ０．４　２００６　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｐｅｏｐｌｅ’Ｓ　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　总第５０期Ｓｕｍ５０　硅藻土固相萃取在毒物分析中的应用　吴玉红，谭家镒　（中国刑事警察学院法医系，辽宁沈阳１１００３５）　摘要硅藻土固相萃取的特点是操作简便快速，提取率高，提取液干净，多数文献以此认为该　法比液液萃取、亲脂性材料或混合型材料固相萃取法优越；少数文献的比较结果是亲脂性材料或　混合型材料固相萃取法优越。已报道的用硅藻土固相萃取法提取的毒物种类很多，包括杀虫剂、　杀菌剂、除草剂、各类药物及对人畜有毒的其他有机化合物等。　关键词硅藻土；固相萃取；毒物分析　中图分类号Ｄ９１９．１　Ｏ　引言　固相萃取是２０世纪７０年代出现的一种分离技术，所　用固相材料主要为亲脂性、亲水性和离子交换兼亲脂性　（混合型）三类。其中用亲脂性材料和混合型材料进行的　固相萃取在国内有较多的应用报道，已为同行所熟悉。而　用亲水性材料（硅藻土、硅胶等）进行的固相萃取在国内　几乎没有报道，但是在国外该技术自发明以来始终有研究　报道，用这种分离方法建立了许多高质量的分析方法。　１硅藻土使用状况和操作方法　该法所用硅藻土是经过烧结的粒状多孔硅藻土，类似　于气相色谱添充柱中的担体。萃取时称取一定量的硅藻土　装于小柱中，或用市售装硅藻土的现成柱，无论自装柱或　现成柱所用硅藻土均以默克公司生产的商品名为Ｅｘｔｒｅｌｕｔ的　硅藻土为多。Ｅｘｔｒｅｌｕｔ有多种型号，如Ｅｘｔｒｅｌｕｔ、Ｅｘｔｒｅｌｕｔ一　１、Ｅｘｔｒｅｌｕｔ一３、Ｅｘｔ￣ｌｍ一２０、Ｅｘｔｒｅｌｕｔ—ＮＴ３等。Ｖａｒｉａｎ公　司生产的商品名为Ｃｈｅｍ　Ｅｌｕｔ的硅藻土也有一定应用。　Ｃｈｅｍ　Ｅｌｕｔ有多种的型号，如Ｃｈｅｍ　Ｅｌｕｔ、Ｃｈｅｍ　Ｅｌｕｔ　ＣＥ１０１０、Ｃｈｅｍ　Ｅ１ｕｔ１ｏｏ３等。用过的商品名还有Ｃｅｌｉｔｅ及　Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂ硅藻土，也有不同的型号，如Ｃｅｌｉｔｅ５６０、　Ｃｅｌｉｔｅ５４２、Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂ　Ｐ、Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂ　Ｗ等。近些年还出现　了新型材料硅藻土板，从报道结果看其性能更优越。所用　硅藻土或现成柱、板一般不用处理，、直接使用，个别的也　有先用二氯甲烷或乙酸乙酯等有机溶剂淋洗、挥干后使用　的。柱装好后，将检材制成一定酸碱度的水溶液从上面倒　人柱中，放置１０～３０ｍｉｎ使水溶液在柱内充分浸润硅藻土，　然后用合适的有机溶剂洗脱毒物即完成萃取操作，洗脱液　浓缩后或再衍生化后即可供气相色谱、气质联用、液相色　谱或毛细电泳等方法分析，一般不需再净化。也有的在洗　脱剂中加入衍生化试剂，洗脱的同时完成衍生化。血和尿　制备水溶液较容易，尿只要酸碱度调解合适即可；血较粘　稠，需先用酸碱度合适的缓冲液进行１—０．５倍的稀释，然　后上柱。脏器组织一般是加酸碱度合适的缓冲液匀浆化，　离心后取上清萃取上柱，也有的直接将匀浆倒在柱上萃取，　还有的操作方法是加入能使蛋白质凝聚的水溶液匀浆后取　上清液上柱萃取。毛发则进行酸或碱加热水解，取水解液　上柱萃取。也有另外一种操作方法，是将调制酸碱度合适　的血、尿或脏器匀浆与硅藻土混合均匀后装柱、洗脱进行　萃取，尤其以脏器萃取用此法为多。酸碱度调解的规律性　不同于液液萃取，需要通过实验摸索。其他萃取条件，如　硅藻土种类和用量、洗脱剂种类和用量等一般也需从实验　中摸索。摸索条件建立方法的过程需要花费较多精力，一　旦方法建立之后则操作是简便快速的，一个人还可同时平　行提取多个样品，减轻操作者劳动强度。　２硅藻土萃取机理　用硅藻土进行的固相萃取在文献中有不同的名称，有　基金项目本文为公安部科研课题《亲水性固相材料提取技术在药毒物分析中应用的研究》的阶段性成果，项目编　号：２００１９３２３１０１。　作者简介吴玉红（１９６４一），女，大连人，硕士，教授。　・６・

硅藻土产品的质量和品种规格,以及相关技术指标测试方法综述

硅藻土产品的质量和品种规格,以及相关技术指标测试方法综述

硅藻土产品的质量和品种规格，以及相关技术指标测试方法综述

前言：

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成，其化学成份主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。优质硅藻土的氧化铁含量一般为1~1.5%，氧化铝含量为3~6%。

硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。有机物含量从微量到30%以上。

硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物性。

硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、羽状等。松散密度为0.3-0.5g/cm3,莫氏硬度为1~1.5（硅藻骨骼微粒为4.5-5m），孔隙率达80-90%，能吸收其本身重量1.5-4倍的水，是热、电、声的不良导体，熔点1650-1750C，化学稳定性高，除溶于氢氟酸以外，不溶于任何强酸，但能溶于强碱溶液中。

硅藻土的氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50~80%。非晶型SiO2加热到800~1000C时变为晶型，碱中可溶性硅酸可减少到20~30%。

我国硅藻土矿床大多形成于第三纪和第四纪，且与玄武岩密切共生。按形成条件，硅藻土矿床分为海相矿床和陆相湖泊沉积两种类型（见表1），我国绝大多数硅藻土矿属于后者。

一、硅藻土的质量

硅藻土质量的划分,是从生物壳体含量、化学组分的差异及其物理特性三个方面进行综合评价。

1.1、生物壳体含量

硅藻壳体含量越高，硅藻土质量越好。一级土硅藻壳体含量应达到80%以上，硅藻壳体含量在60%以下则为质量很差的土。

1.2、化学组分与其质量的关系

Si02含量是评价硅藻土质量的一个重要参数。硅藻土中非晶质Si02含量越高，它的质量就越好。一般情况下，硅藻土中的Si02含量达到60%以上的，均可列入开采、利用的范围。硅藻土中Si02含量低，说明硅藻土中的杂质含量高。

污水处理中硅藻土的应用分析

污水处理中硅藻土的应用分析

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al2o