硅藻土产品的质量和品种规格

 

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。 

    Al203含量与硅藻土中的黏土矿物含量有关。通常，硅藻土中Al203含量高，表明硅藻土质较差，但对于加工催化剂载体，硅藻土中含适量的Al203对增强载体的坚固性是必要的。用于烧制轻质保温砖时，硅藻土中含有适量的Al203能增加砖的抗压强度；而用于生产硅藻土助滤剂时，则要求硅藻土中AI203含量越低越好。 

    Fe203含量取决于含铁矿物的含量。它的存在对硅藻土的任何一种用途都是有害的，尤其是用于制造催化剂载体时，要求硅藻土中的Fe203含量应严格控制在1%以下才符合要求。所以，当硅藻土中Fe203含量超过一定限额时，必须设法除去。 

    Ca0含量与硅藻土中的黏土矿物等杂质有关。硅藻土中的Ca0对硅藻土质量是无益的，我国大多数硅藻土的Ca0含量都在1%左右。 

    Mg0含量在我国大多数的硅藻土中，一般与Ca0的含量接近，它也是无益的氧化物，但由于其含量低，对产品质量影响不大，所以不必采用专门的处理方法将其除去。 

烧失量与硅藻土中的有机物含量有关。我国大多数硅藻土矿硅藻土烧失量都在10%以下，只有个别地区的硅藻土烧失量达到30%左右。 

在任何一种硅藻土中都含有不同数量的石英、长石和黏土矿物等杂质，而这些杂质的化学组分中都有晶质硅的Si02。当对硅藻土进行化学分析测试时，这些杂质中的Si02与硅质生物壳体的非晶质Si02是无法区别的。所以，在参阅这些测试报告时，不能单凭报告中的Si02含量高低对被测试的硅藻土质量进行评价，还必须通过其他测试方法（X射线衍射及红外线光谱）测定硅藻土中的石英、畏石和黏土矿物的相对含量。 

1.3、硅藻土的物理特性与硅藻土质量的关系 

(1) 颜色   硅藻土中杂质较少时，通常呈白色或灰白色。杂质含量越高，反映出的颜色越深。此外，硅藻土中水分含量较多时，颜色也就变得深些，干燥后，颜色就变得浅一些。 

(2) 密度   是指未经加工的硅藻土单位体积的质量。我国硅藻土密度为1.9～2.3 g/cm3。一般情况下密度越小，质量越好。 

(3) 堆密度  是指在特定条件下单位体积的硅藻土的质量。该指标是评价原土质量的一个很重要的依据。堆密度越小，硅藻土质量越好。我国硅藻土的堆密度通常为0. 34～0. 65g/mL，最低为0.32g/mL，最高为0.85 g/mL。 

(4) 比表面积  这一数值的大小与硅藻土中硅藻类外形、壳壁的孔径大小和形态等因素有关，而与硅藻壳体的破碎程度关系不大。我国硅藻土硅藻土的比表面积为19～65m2/g。 

(5) 孔体积  表示单位质量催化剂孔隙的体积。它与硅藻壳体的数量无明显关系，但与硅藻土中的硅藻种类有关。这一单位值的大小所表示的功能效应应依据各种用途而定。我国硅藻土的孔体积一般为0.45～0.98 cm3/g。 

(6) 主要孔半径  表示硅藻土中硅藻壳壁上的小孔孔径范围，所以与硅藻土中的硅藻种类有密切关系。我国硅藻土的主要孔半径为500～800A。 

(7) 吸水率  因硅藻土具有很大的孔隙，所以能吸附大量的水。通常能吸收自身体积2倍以上的水分，最高可达4倍。

 

1.2硅藻土产品质量标准

硅藻土的产品规格及质量是根据各工业部门及用户的具体要求确定的，目前我国无统一的标准，表1列出了各种用途对硅藻土质量要求。。

表1   各种用途对硅藻土的质量要求

 

    硅藻土是生物成因的硅质沉积岩矿物，原矿中，往往拌生有大量的有机质和粘土类矿物，而赋存于硅藻土孔隙内的杂质很难用常规选矿方法除去，虽然酸浸法能提高硅藻土的品位，但由于硅藻土吸附能力强，使得酸溶液中的某些杂质又会进入硅藻，加之酸洗成本较高，又易造成严重的环境污染；通常硅藻土选矿加工流程为：原矿—一段磨矿及干燥—二段磨矿及干燥—预分选—旋流器分离—粉状产品。若需要进一步加工则送回转窑煅烧（加熔剂或不加熔剂）--磨矿冷却—分选分级—填料级或助滤剂级产品。

由于矿石品位不同及对硅藻土产品的要求不同，分别采用干法或湿法选矿，其原理和应用范围列于表2。

 

表 2    硅藻土选矿方法

 

很多领域都是利用硅藻土硅壳结构的多孔性，在加工时，必须注意保护硅藻骨骸的结构及独特形状，认真选择适宜的破碎磨矿设备及工艺条件，最大可能地保护硅藻结构完整，避免次生破碎。常用的磨矿设备是气流粉碎机。

开发生产实例

我国目前还没有一个较完善的硅藻土选矿加工厂，只有几个单位从事了低品位硅藻土的选矿提纯研究，还未形成生产能力。

云南西部某硅藻土矿选矿提纯

该矿为粘土硅藻土，质地较好，经确定，硅藻土主要是舟形藻，其次是桅杆藻，月形藻园筛藻等。通过筛分分析，-25mm占51.97% ，SiO2的分布率为63.05%，品位为86.60%，比原土SiO284.56%有较大提高，故可采用预先筛分除去粗粒级的办法提高入选品位。

        

二、硅藻土的品种规格：

2.1.1硅藻土矿床的类型

表 3 硅藻土矿床类型

 

根据矿石中SiO2和粘土矿物含量，将矿石分为三类

1、  硅藻土       （SiO2 >85%）

 2、 粘土质硅藻土  （Si O2 50%~85%）

3 、      硅藻粘土     （Si O2 <50%）

 

2.1.2矿产的分布情况

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。

 

2.1.3、矿床主要工业指标

作隔热、隔音材料用

湿度为5%的粉剂，体重小于0.6吨/立方米（最好是0.2~0.3吨/立方米）

湿度小于10%，二氧化硅（SiO2 ）>70%

制触媒载体用（用于硫酸生产）

二氧化硅（SiO2）>65%

三氧化二铁（Fe2O3）<4%

烧失量           <10%

白色

陶瓷工业用

二氧化硅（SiO2）>85%

三氧化二铁（Fe2O3）<1%（降低耐火度及使成品带色、降低电绝缘性）。

 

2.2 硅藻土产品的品种规格

表 4  建筑材料用硅藻土工业要求

 

表 5   吉林敦化桦甸硅藻土矿出口产品标准

注：用于冶金、发电厂、石化、机车、造纸、玻璃、制糖、油漆、熔炉等的隔热材料。

 

三、技术要求

 JC/T414    硅藻土及其试验方法

GB/T5816  催化剂、吸附剂表面积测定

JC/T599 硅藻土助滤剂

3.1硅藻土理化指标应符合表规定。

3.2理化检验项目：进厂的硅藻土由生产厂家提供表1中所列项目的检测结果并给予保证，在使用过程中考核其使用效果。

3.3具备的使用性能：一是适用于铝轧制油品中的微细颗粒或胶粒的过滤和清除，吸附过滤后，轧制油中最大杂质颗粒不大于0.5μm，灰分含量小于0.05％；二是用量少、使用周期长、精度高、质量稳定、性能可靠，吸附过滤满足流量要求，不能截留轧制油中的添加剂。

 

四、工艺特性及主要用途

由于硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强等特点，并有特殊的结构构造使得它具有许多特殊的技术和物理性能，如大的孔隙度，较强的吸附性、质轻、隔音、耐磨耐热并有一定的强度，被广泛用于轻工、化工、建材、石油、医药、卫生等部门。

我国60%以上的硅藻土用于生产保温材料，10%用于生产各种填料，用于助滤剂只占百分之几。硅藻土主要用途列于表6。

         表 6   硅藻土主要用途

 

参考文献：

1、 [苏]波⋅波巴告恩等，以硅藻土为胶结料制备耐热保温蛭石制品，建筑材料，1989年，No.8。 

2、 冉茂宇，封闭空间调湿材料新的调湿特性指标及其理论基础，华侨大学学报，2003年，No.1，64－669。 

3、 冉茂宇，日本对调湿材料的研究及应用，材料导报，2002年，No.11，42－44。 

4、 韩秀卿，国内外硅藻土资源开发现状及对策研究，中国非金属矿工业导刊，2001年，No.2，3－5。 

5、木士春，我国微米级无机多孔非金属矿及应用，1996年，N0.9,35-38.  

 [6、 印万忠，国外硅藻土研究评述，有色金属，2000年，No.4,130-132。