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硅藻土综合利用现状及发展前景


工程技术

2009 NO.11 China New Technologies and Products

中国新技术新产品

硅藻土综合利用现状及发展前景
崔建涛 刘元晖

(黑龙江科技学院资源与环境工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150027)
摘 要:本文介绍了硅藻土的成因、 分

布和基本特性, 对硅藻土产品作助滤剂、 填料、 涂料和建材等的综合利用现状进行了阐述, 举例说明了硅 藻土利用的新进展, 并对其发展前景做出了展望 关键词:硅藻土; 利用; 发展; 前景

1 硅藻土资源概述 硅藻土是由古代地质时期硅藻、放射虫类 或海绵的遗体组成的一种生物成因的硅质沉积 其化学成分以 SiO2 为主, 矿物成分为蛋白石 岩。 及其变种。 硅藻土中的 SiO2 在结构、 成分上与其 他矿物和岩石中的 SiO2 不同,它是有机成因的 无定形蛋白石矿物, 通常称为硅藻质氧化硅。硅 藻土除含水和 SiO2 外, 还有少量的 Al2O3、 2O3、 Fe CaO、 MgO、 2O、 2O、 2O5 等成分。矿物组成除 K Na P 白云石等[1]。 硅藻外, 常伴有各种黏土及石英、 世界硅藻土资源十分丰富, 分布范围很广, 除南极其它各洲均有发现,已知全球共有硅藻 土 18.42~20 亿吨, 远景储量 35.73 亿吨。其中亚 洲居第一位, 10 亿吨; 约 欧洲 5 亿吨; 美洲、 非 洲和大洋洲 5 亿吨。 我国的硅藻土资源丰富,主要集中在东部 及西南地区。从地质时代上讲, 有工业意义的硅 藻土矿床仅限于第三系及第四系,因此在资源 分布上受到一定地域的限制,其中探明储量的 矿区有 354 处, 矿石总保有储量达 3.85 亿吨, 仅 (区) 有硅 次于美国, 居世界第二位。我国 10 省 藻土矿产出。在地区分布上, 以吉林最多, 占全 国储量的 54.8%, 云南、 福建、 河北等地次之。此 外, 在黑龙江、 山西、 海南都发现了硅藻土矿。 2 硅藻土资源的综合利用现状 2.1 硅藻土资源利用的发展历程 硅藻土自 1833 年首先在德国汉诺威发现 以来, 已有一百多年的历史。最初用于吸收硝化 甘油,进入 20 世纪后,美国、 德国、 法国、 丹麦等 国的硅藻土工业稳定并持续发展,到了 50 年代, 产品品已遍及生产生活各个领域, 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,而后,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[2]。 2.2 国外硅藻土产品综合利用现状 2.2.1 助滤剂 硅藻土产品种类繁多,主要用途之一是生 产助滤剂, 且品种最多, 用量也最大。用硅藻土 粉制品可以滤除液体中的固体颗粒、 悬浮物质、 胶体粒子及细菌, 起到滤清和净化液体的作用。 助滤剂主要应用领域有啤酒、医药 (用于抗生 素、 血浆、 维生素、 合成医药、 注射液等的过滤) 、 净水过滤、 油脂工业、 有机溶液、 涂料和染料、 肥 料、 酸类、 碱类、 调味料、 糖类、 酒类等。 2.2.2 填料和涂料 所谓填料,是指将硅藻土填加到某种材料或 产品中,使其性能有所改善和提高,所以也叫功 能材料[3]。国外硅藻土填料的消费约占硅藻土制

品总量 21%~23%, 美国的硅藻土填料消费量在 总量中的比例近年呈缓慢下降趋势,但年产量仍 在 10 万吨左右,法国生产高白度的硅藻土填料, 德国用本原料生产油漆、塑料填料和炸药吸收 剂等,每年产量数万吨,约占总产量的 50%。 2.2.3 建材和保温绝热材料 国外的硅藻土建材和保温材料生产国有丹 麦、 罗马尼亚、 俄罗斯、 日本、 英国等。其制品主 要有隔热砖、 硅酸钙制品、 粉料、 硅钙板、 水泥添 轻质骨料、 沥青路面混合料 加剂以及泡沫玻璃、 添加剂等。 2.3 我国硅藻土综合利用现状 2.3.1 硅藻土助滤剂产品的发展 硅藻土助滤剂己广泛应用于食品酿造、 医 药、 石油、 化工和水处理等部门。成都理工学院 综合的血浆过滤用硅藻土助滤剂,咸阳非金属 矿研究院研制的彩显像管荧光粉过滤用硅藻土 助滤剂, 质量大大提高, 其效果均达到国外同类 产品的标准; 四川绵阳 “亚太啤酒集团” 用硅藻 土助滤剂和珍珠岩助滤剂进行复配使用,在预 涂和添加中调整用量比例,在滤饼强度和保证 滤速和产力等方面,比单一使用硅藻土助滤剂 效果更好。 吉林大学的王泽民等利用硅藻土复合净水 剂对以枝丫材、 稻草、 麦秆、 芦苇为原料的造纸 废水进行处理。结果表明,利用提纯硅藻土下脚 料制成的复合净水剂处理造纸废水,效果优于硫 酸铝絮凝法和酸析法, 特别是絮凝物脱水快、 处 理周期短。处理后的水清亮透明,略带微黄色,可 部分循环利用。 2.3.2 硅藻土填料和涂料产品的发展 硅藻土广泛用作塑料、橡胶等高聚物基复 合材料的填料。其化学组成、 晶体结构、 粒度、 颗 表面性质等决定其填充性能。现代新型 粒形状、 高聚物基复合材料不仅要求非金属矿物填料具 有增量和降低材料成本的功效,更重要的是能够 改善填充材料的性能或具有补强或增强等功 能。 我国昆明煤炭研究所近来利用云南中低品 位硅藻土经高温焙烧后,配以涂料所需的悬浮 剂、 粘结剂等, 综合和研制出了金属型铸造和压 铸用系列涂料, 加工工艺简单, 使用方便; 并延 长模型使用寿命, 增加铸件表面光洁度, 提高产 品合格率; 节约涂料用量, 降低涂料成本, 价格 便宜。此外, 该涂料无毒无害无异味, 不会造成 环境污染及人体危害, 具有良好的社会效益。清 华大学机械系用吉林长白硅藻土,研制成了用 于离心铸管生产的高纯硅藻土涂料。 2.3.3 硅藻土建材和保温绝热材料产品的 发展 我国有丰富的硅藻土资源,综合新型硅藻

土建材产品,对我国的建筑行业的发展有重要 意义和良好前景。近年来的研究发现, 以硅藻土 为主材料, 添加其他化合物, 可以制得很多新型 的性能优良的建材。如在硅藻土中加 K2O 及某 些有机化合物后, 经高温处理可制得可导电、 防 火的涂料;从硅藻土中提取 SiO2 及少量 Al2O3, 再涂加一些碱性金属,经一系列工序后制得的 泡沫玻璃, 是一种很好的隔热、 吸声材料。在隔 热保温填料中, 硅藻土性能比轻质碳酸钙、 海泡 石效果更好[4]。 清华大学冯乃谦和地科院地质所黄成彦, 以福建漳浦低品位硅藻土为主要原料,掺入钙 质材料和硅酸钠凝胶, 经成球、 养护研制成非煅 烧性硅藻土陶粒。生产这类产品投资少,收效 快, 工艺简单, 无污染。该产品的研制成功, 为我 国分布广,储量大的中低品位硅藻土资源的综 合利用开辟了新的途径, 有重要的实际意义。 3 硅藻土综合利用的发展前景 硅藻土用于作催化剂载体,主要限于作钒 触媒、 镍触媒, 用于其它方面的还比较少。今后, 加氢反应、 随着石油化工的发展, 在气化反应、 脱氢反应、水合反应等方面用硅藻土作载体的 数量会增多;国家建委决定要大力发展轻质建 筑材料, 减轻建筑的自重, 硅藻土生产轻质砖和 轻骨料也将得到进一步发展。 硅藻土在我国是具有资源优势的矿种, 但 目前综合水平偏低,和发达国家相比, 存在品种 少、 应用领域不多、 人均消费量低和生产规模较 小的差距。但可以认为, 随着改革开放和科学研 究的深入, 相关部门的关注, 我国硅藻土资源的 综合利用水平与国外的差距将逐步缩小。随着 硅藻土提纯的新技术深入研究,可以满足新产 品综合的需要; 另外结合硅藻土的理化特性, 对 硅藻土表面微观改性、 微孔结构的人为调控等, 可以综合硅藻土的新用途,进一步提升其附加 价值。
参考文献

[1]黄成彦等.中国硅藻土及其应用[M].北京:科学 出版社,1993,6. [2]陆浩. 硅藻土资源及开发利用概况[J].浙江地 质, 2001, 1. [3]赵洪石,何文,罗守全等. 硅藻土应用及研究进 展[J].山东轻工业学院学报, 2007, 3 [4]胡涛, 马永梅, 王驰. 硅藻土的应用研究进展 [J]. 中国非金属矿工业导刊,2009,1.
作者简介:崔建涛, 1982 年 7 月生, 男, 河北 省保定市人, 在读硕士研究生, 2005 年毕业于黑 龙江科技学院矿物加工工程专业,获工学学士 学位。

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