硅藻土

硅藻土是一種矽質岩石，主要分布在中國、美國、日本、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。是一種生物成因的矽質沉積岩，它主要由古代硅藻的遺骸所組成。其化學成分以SiO₂為主，可用SiO₂·nH₂O表示，礦物成分為蛋白石及其變種。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大，儲量較多的有吉林、浙江、雲南、山東、四川等省.

基本介紹

• 中文名：硅藻土
• 外文名：diatomite1
• 化學式：SiO2
• 分子量：60
• 礦物密度：0.47 g/cm3
• 熔點：1400~1650℃
• 中文同義詞：硅藻土助濾劑、硅藻土填料
• CAS：61790-53-2

化學成分

硅藻土的化學成分主要是SiO₂，含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等和有機質。

物理特性

硅藻土的密度1.9—2.3g/cm3,堆密度0.34—0.65g/cm3,比表面積40—65㎡/g,孔體積0.45—0.98cm³/g,吸水率是自身體積的2—4倍，熔點1650C—1750℃，在電子顯微鏡下可以觀察到特殊多孔的構造。

原礦性質

含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅和有機質。SiO₂通常占80%以上，最高可達94%。優質硅藻土的氧化鐵含量一般為1~1.5%，氧化鋁含量為3~6%。 硅藻土的礦物成份主要是蛋白石及其變種，其次是粘土礦物—水雲母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑有石英、長石、黑雲母及有機質等。有機物含量從微量到30%以上。 硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等，有細膩、鬆散、質輕、多孔、吸水性和滲透性強的性質。硅藻土的氧化矽多數是非晶體，鹼中可溶性矽酸含量為50~80%。非晶型SiO₂加熱到800~1000°C時變為晶型，鹼中可溶性矽酸可減少到20~30%。

礦物簡介

分子式(Formula)： SiO₂

分子量(Molecular Weight)： 60.08

CAS No.：61790-53-2 硅藻土是一種矽質岩石，主要分布在中國、美國、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大，工作做得較多的有吉林、浙江、雲南、山東、四川等省，分布雖廣，但優質土僅集中於吉林長白、雲南硅藻土礦區，資源尤為豐富，其他礦床大多數為3~4級土，由於雜質含量高，不能直接深加工利用。

硅藻土

硅藻土由無定形的SiO₂組成，並含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有機雜質。 硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質軟，多孔而輕，工業上常用來作為保溫材料、過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及硅藻土助濾劑，催化劑載體等。

顯微鏡下可觀察到天然硅藻土的特殊多孔性構造，這種微孔結構是硅藻土具有特徵理化性質的原因。

硅藻土作為載體的主要成分是SiO₂。例如工業釩催化劑的活性組分是V₂O₅，助催化劑為鹼金屬硫酸鹽，載體為精製硅藻土。實驗表明，SiO₂對活性組分起穩定作用，且隨K₂O或Na₂O含量增加而加強。催化劑的活性還與載體的分散度及孔結構有關。硅藻土用酸處理後，氧化物雜質含量降低， SiO₂含量增高，比表面積和孔容也增大，所以精製硅藻土的載體效果比天然硅藻土好。

硅藻土一般是由統稱為硅藻的單細胞藻類死亡以後的矽酸鹽遺骸形成的，其本質是含水的非晶質SiO₂ 。硅藻在淡水和鹹水中均可生存，種類很多，一般可分為“中心目”硅藻和“羽紋目”硅藻，每一目中，又有許多“屬”，相當複雜。

天然硅藻土的主要成分是SiO₂，優質者色白，SiO₂含量常超過70%。單體硅藻無色透明，硅藻土的顏色取決於粘土礦物及有機質等，不同礦源硅藻土的成分不同。

硅藻土，是被稱之為硅藻的單細胞植物死亡後經過1至2萬年左右的堆積期，形成的一種化石性的硅藻堆積土礦床。硅藻是最早在地球上出現的原生生物之一，生存在海水或者湖水中。

這種硅藻土是由單細胞水生植物硅藻的遺骸沉積所形成，這種硅藻的獨特性能在於能吸收水中的游離矽形成其骨骸，當其生命結束後沉積，在一定的地質條件下形成硅藻土礦床。它具有一些獨特的性能，如：多孔性、較低的密度、較大的比表面積、相對的不可壓縮性及化學穩定性，在通過對原土的粉碎、分選、煅燒、氣流分級、去雜等加工工序改變其粒度的分布狀態及表面性質後，可適用於塗料油漆添加劑等多種工業要求。

選礦提純方法

硅藻土提純方法主要分為：物理、化學和物理化學綜合法。

1 、擦洗法
擦洗法提純硅藻土的前提是通過擦洗將原料顆粒打細，儘量使固結在硅藻殼上的粘土等礦物雜質脫離，為分離提純創造條件，然後根據各礦物性質和顆粒範圍的不同，其中石英泥、含鐵礦物、砂的顆粒大，因沉降快可先分出，而粘土雜質蒙脫石經攪拌擦洗已經分散成很小的顆粒，並與硅藻土帶有相同的負電荷，彼此同性相斥，所以具有良好的懸浮性和分散性，故可以在料漿中加入氫氧化鈉等分散劑來強化蒙脫石的懸浮性和分散性，蒙脫石粒子很難沉澱，而硅藻土粒子在料漿中沉降速度比蒙脫石粒子要快很多，把以蒙脫石為主的懸浮液分出，就可獲得以硅藻土為主的硅藻精土。
孔偉通過擦洗法去除部分蒙脫石等粘土礦物和粗粒泥沙，使硅藻土的比表面積和孔容積略增。艾顯盛等以內蒙赤峰低品位硅藻土為原料，研究了擦洗濃度、擦洗時間、擦洗次數、分散劑等對其物理提純效果的影響。
擦洗法可去除硅藻殼體外面的雜質，但對清除硅藻微孔內的雜質作用不大。擦洗法提純硅藻土工藝簡單，設備投資少，易於實現工業化生產，但占地面積較大，用水量大，生產周期較長，硅藻精土烘乾耗能也較大。

2、2.2 酸浸法
文斐等人通過剝片後酸洗，除去了礦漿中大部分鐵和鋁等雜質，再經一次沉降分級得到矽含量 91.27% 的硅藻土精礦，經過粗選、剝片、酸浸處理後的最終精礦達到了預期要求，矽含量由 71.86% 增至91.27%，雜質得以有效去除，比表面也有很大提升，整個工藝流程產率約為 40%。Guilong Zhang 等人研究了酸浸對於硅藻孔結構的修飾作用，認為酸浸法不僅可以提高硅藻含量，還可以對硅藻孔結構進行修飾；Osman San 等人研究了酸浸對硅藻土過濾性能及孔隙率的影響，並利用酸浸硅藻土製備硅藻土過濾材料與多孔陶瓷材料。
但常規酸浸法提純時間長，酸用量大，成本高，污染環境等，不利於工業生產，大大影響了其套用前景，微波強化硅藻土酸浸提純工藝研究不僅能較好地縮短浸取時間，而且能使浸出率提高。

技術套用

硅藻土處理城市污水技術是一項物化法污水處理技術,高效的改性硅藻土污水處理劑是該技術的關鍵,此基礎上配合的工藝流程和工藝設施,該技術可實現高效、穩定而又廉價地處理城市污水的目的.但由於這是一項新技術,在理論和實際工程套用都還存在一些問題有待解決.。

套用範圍

硅藻土的工業填料套用範圍 農藥業：可濕性粉劑、旱地除草劑、水田除草劑以及各種生物農藥。

套用硅藻土優點1：pH值中性、無毒，懸浮性能好，吸附性能強，容重輕，吸油率115%，細度在325目---500目，混 合均勻性 好，使用時不會堵塞農機管路，在土壤中能起到保濕、疏鬆土質、延長藥效肥效時間，助長農作物生長效果。 複合肥料業：果木、蔬菜、花草等各種農作物的複合肥。套用硅藻土優點：吸附性能強、容重輕，細度均勻，pH值中性無毒，混合均勻性好。 硅藻土可成為高效肥料，促使農作物生長、改良土壤等方面作用。 橡膠業：車輛輪胎、橡膠管、三角皮帶、橡膠滾動、輸送帶、汽車腳墊等各種橡膠製品中的填料。套用硅藻土優點：能明顯增強產品的剛性和強度，沉降體積達95%，並可提高產品的耐熱、耐磨、保溫、抗老化等化學作用的性能。建築保溫業：屋頂隔熱層、保溫磚、矽酸鈣保溫材料、多孔性煤餅爐、隔音保溫防火裝飾板等保溫、隔熱、隔音建築材料、牆體隔音裝飾板、地磚、陶瓷製品等；

套用硅藻土優點2：硅藻土應在水泥中作添加劑，在生產水泥中加5%硅藻土，可提高搞強度ZMP，水泥中SiO₂變活性，可作為搶險水泥作用。塑膠業：生活塑膠製品、建築塑膠製品、農用塑膠、窗門塑膠、各種塑膠管道、其它輕重工業塑膠中製品。

套用硅藻土優點3：有優良的延伸性，有較高的衝擊強度、拉伸強度、撕裂強度、質輕軟內磨性好、搞壓強度好等方面優質作用。 造紙業：辦公用紙、工業用紙等各種紙張；套用硅藻土優點：體質輕軟，細度在120目至1200目範圍內，硅藻土加入能使紙張平滑，重量輕，強度好，減少因濕度變化而引起伸縮，在捲菸紙中可調節燃燒率，無任何毒性副作用，在濾紙中可提高濾液澄清度，並使濾速加快。油漆塗料業：家具、辦公用油漆、建築塗料、機械、家電油漆、油印墨、瀝表、汽車油漆等各種油漆塗料填料；

套用硅藻土優點4：pH值中性、無毒，細度120目至1200目，體質輕軟，屬油 漆中的優質填料。飼料業：豬、雞、鴨、鵝、魚類、鳥類、水產等各種飼料的添加劑。套用硅藻土優點：PH值中性、無毒，硅藻土礦粉具有獨特的孔隙結構，體重輕軟，孔隙度大，吸附性能強，形成色澤淺淡柔和，攔入飼料中能均勻分散，並與飼料顆粒粘結混合，不易分離析出，畜禽食後促使消化，並能把畜禽腸胃道的細菌吸附後排出體外，增強體質，起到強筋健骨作用，水產類投放在魚塘池內水質變清，透氣性好，提高水產成活率。拋光磨擦業：車輛中的剎車片拋光、機械鋼板、木材家具、玻璃等；套用硅藻土優點：潤滑性能強。皮革人造革業：人造革製品等各種皮革。

套用硅藻土優點5：防曬性強、體質軟輕、能消除皮革污染汽球產品的優質填料：容量輕、PH值屬中性、無毒，粉質輕軟光滑、強度性能好、防曬抗高溫。硅藻土套用在塗料、油漆、污水處理等行業。

主要優點

硅藻土塗料添加劑產品，具有孔隙度大、吸收性強、化學性質穩定、耐磨、耐熱等特點，能為塗料提供優異的表面性能，增容，增稠以及提高附著力。由於它具有較大的孔體積，能使塗膜縮短乾燥時間。還可減少樹脂的用量，降低成本。該產品被認為是一種具有良好性價比的高效塗料用消光粉產品，已被國際上眾多的大型塗料生產商作為指定用品，廣泛套用於水性硅藻泥。

不含毒

許多以硅藻土為原料的新型室內外塗料、裝修材料，在國內外越來越受到消費者的青睞。在中國是一個潛在的發展硅藻土室內外塗料的一種天然材料，不含有害化學物質，除了具有不燃、隔音、防水、重量輕以及隔熱等特點外，還有除濕、除臭、淨化室內空氣等作用，是優良的環保型室內外裝修材料。

硅藻是最早在地球上出現的一種單細胞藻類，生存在海水或者湖水中，形體極為微小，一般只有幾微米到十幾微米。硅藻能進行光合作用，自製有機物。常常以驚人的速度生長繁殖。它的遺骸沉積形成硅藻土。硅藻土主要成分是矽酸質，表面有無數細孔，可吸附、分解空氣中的異味，具有調濕、除臭功能。採用硅藻土為原料生產出來的建材，不僅具有不燃、除濕、除臭和通透性好的特點，而且還能夠淨化空氣、隔音、防水和隔熱。這種新型建材優點多，成本並不高，因此被廣泛使用在了各種裝修工程之中。

上世紀80年代以來，日本住宅的室內裝修使用了大量含有眾多化學物質的裝飾材料，引發了“室內裝修污染綜合症”，影響了一些人的身體健康。為了減輕這種因住宅裝修帶來的負面影響，日本政府一方面修改了《建築基準法》，嚴格限制散發有害化學物質的建築材料在住宅室內使用，並嚴格規定了室內必須配備機械換氣設備，實施強制性換氣。另一方面，積極鼓勵和支持企業開發不含有害化學物質的新型室內裝修裝飾材料。

調節濕度

日本北見工業大學的研究成果表明，用硅藻土生產的室內外塗料、裝修材料除了不會散發出對人體有害的化學物質外，還有改善居住環境的作用。

硅藻土

首先，可以自動調節室內濕度。硅藻土的主要成分是矽酸質，用它生產的室內外塗料、壁材具有超纖維、多孔質等特性，其超微細孔比木炭還要多出5000到6000倍。在室內的濕度上升時，硅藻土壁材上的超微細孔能夠自動吸收空氣中的水份，將其儲存起來。如果室內空氣中的水份減少、濕度下降，硅藻土壁材就能夠將儲存在超微細孔中的水份釋放出來。

其次，硅藻土壁材還具有消除異味的功能，保持室內清潔。研究和實驗結果表明，硅藻土能起到除臭劑的作用。如果在硅藻土中添加氧化鈦製成複合材料，能夠長時間消除異味和吸收、分解有害化學物質，並能夠長期保持室內牆面清潔，即使家中有吸菸者，牆壁也不會發黃。

第三，研究報告認為，硅藻土裝修材料還能夠吸收和分解引起人過敏的物質，產生醫療效果。硅藻土壁材對水分的吸收和釋放能夠產生瀑布效果，將水分子分解成正負離子。由於水分子被包裹，形成正負離子群，然後以水分子為載體，在空氣中四處浮游，擁有殺菌能力。在空氣中到處浮游的正負離子群遇到了過敏物質以及其他細菌、黴菌、甲醛等有害物質，就能立即將其進行包圍和隔離。然後，正負離子群中性能最活躍的氫氧根離子與這些有害物質進行劇烈的化學反應，最後將它們徹底分解成水分子等無害物。

表現

用硅藻土添加到塗料中用於消光及吸附異味，在國外已套用多年，國內企業逐漸意識到硅藻土套用到塗料及硅藻泥中的優異表現。
用硅藻土生產的室內外塗料、裝修材料、硅藻泥除了不會散發出對人體有害的化學物質外，還有改善居住環境的作用。
硅藻土塗料添加硅藻土後，已被國際上眾多的大型塗料生產商作為指定用品，廣泛套用於硅藻泥、乳膠漆,內外牆塗料,醇酸樹脂漆和聚酯漆等多種塗料體系中，尤其適用於建築塗料的生產。套用塗料、油漆中，能夠均衡的控制塗膜表面光澤，增加塗膜的耐磨性和抗劃痕性，去濕、除臭、而且還能淨化空氣，隔音、防水和隔熱、通透性好的特點。

分類命名

硅藻土屬矽質岩類岩石，矽質岩按成因分為兩大類： 生物或生物化學成因—硅藻土、板狀硅藻土、蛋白土、放射蟲岩、海綿岩。

非生物成因（化學、火山作用、次生成因）—碧玉岩、燧石岩、矽華、石英岩。

硅藻土中主要伴生礦物為粘土礦物、炭質(有機質)，當這些礦物含量達50%以上則屬粘土岩、炭質頁岩，在命名時冠以硅藻X X岩。當這些礦物含量小於50%，則屬硅藻土，在命名時冠以X X硅藻土。

礦物成分

硅藻土的主要礦物成分為蛋白石，並含有粘土（高嶺石類、水分母類及少量膠嶺石類）、炭質（有機質）、鐵質（褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦）、碳酸鹽礦物（方解石、白雲石、少量菱鐵礦）、石英、白雲母、海綠石、長石。

環保壁材硅藻土

1、蛋白石 SiO₂·n H₂O

系標準的團體水凝膠礦物，是含水二氧化矽凝膠脫部分水後形成，一般稱為含水膠體礦物或膠體礦物。

蛋白石本身無色，呈半透明狀的產生一種乳光，由於吸附帶色的雜質及離子，使蛋白石呈顯各種色調。如鐵質混染使蛋白石里黃褐、褐色，炭質混染呈灰黑色。

蛋白石常成緻密塊狀、鐘乳狀、瘤狀團塊、結核狀和球粒結構及各類沉積岩中的次生充填物。當蛋白石脫水及陳化作用或應力作用，則產生電裂紋和角礫狀外貌，轉化為變膠體礦物石英、石髓，或蛋白石在偏光作用下顯示局部不均一的非均質性。

2、粘土礦物、炭質

粘土礦物及炭質是硅藻土中主要伴生礦物。粘土礦物呈顯微鱗片狀分布於硅藻粒四周，當粘土礦物含量為主要成分時，則起著膠結硅藻的作用。炭質成質點狀、塊狀或成層狀與硅藻土共生，炭質均為變質程度很低的、仍保留植物結構的泥炭及褐煤。

礦物特性

環保壁材硅藻土

硅藻土是一種具有生物結構的岩石。主要由80~90%，有的達90%以上的硅藻殼組成。海水、湖水中的氧化矽的主要消耗者就是硅藻，構成硅藻軟泥。在成岩過程中經石化階段形成硅藻土。

硅藻殼由蛋白石組成，硅藻在生長繁衍過程中，吸取水中膠態二氧化矽，並逐步轉變為蛋白石。

硅藻土中硅藻含量越多，雜質越少，則顏色越白，質越輕。比重一般在0.4-0.9g/cm3，由於硅藻體具有眾多的殼體孔洞，使硅藻土具多孔質構造，硅藻土的孔隙度達90-92%，吸水性強烈，粘舌，由於硅藻顆粒細小，使硅藻土細膩、滑潤。硅藻土在酸中(HCl、H₂SO₄、HNO₃)不溶解，但溶於HF和KOH。

礦物性質

硅藻土是一種生物成因的矽質沉積岩，主要由古代硅藻遺體組成，其化學成份主要是SiO₂，含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅和有機質。

硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀，如圓盤狀、針狀、筒狀、羽狀等。鬆散密度為0.3-0.5g/cm3,莫氏硬度為1~1.5（硅藻骨骼微粒為4.5-5mm），孔隙率達80-90%，能吸收其本身重量1.5-4倍的水，是熱、電、聲的不良導體，熔點1650-1750°C，化學穩定性高，除溶於氫氟酸以外，不溶於任何強酸，但能溶於強鹼溶液中。

市場現狀

日本建材市場上的硅藻土裝修材料主要有3大類：一類是含有不純物的自然乾燥品，價格便宜。另一類是普通窯燒製品。它是先用硅藻土製成各種形狀的板材和磚材，再經過800攝氏度高溫燒制，有點像瓷磚，價格一般。第三類是加入各種添加劑的窯燒製品。這類添加有特殊材料的高檔製品採用優質的硅藻土，並添加食鹽、蘇打灰或者光催化劑等添加物，在約1100攝氏度高溫的窯中除去不純有機物、碳等物質，燒製成各種各樣高檔、華麗的硅藻土室內裝修材料。 日本市場上銷售的硅藻土裝修材料主要有壁材（板材）、鋪地材料，衛生潔具、吊頂材料等。在東京建材市場上普通硅藻土壁材的價格為每平方米2000多日元。有的公司還開發出一種硅藻土水性塗料，使用這種塗料能夠進一步加強硅藻土裝修材料的環保效果。

環保壁材硅藻土的利用

在2003年10月閉幕的中國第二屆綠色建材博覽會上，硅藻土壁材在北京上市，這種具有全新材料配方並承襲了傳統施工方法的功能型內牆飾面材料，可以有效去除空氣中的游離甲醛、苯、氨、VOC等有害物質以及寵物體臭、吸菸、生活垃圾所產生的異味，全面解決室內空氣污染，明顯改善室內生活環境。