硅藻土綜合利用現狀及發展前景

崔建濤　劉元暉

摘要：本文介紹了硅藻土的成因、分布和基本特性，對硅藻土產品作助濾劑、填料、涂料和建材等的綜合利用現狀進行了闡述，舉例說明了硅藻土利用的新進展，并對其發展前景做出了展望

關鍵詞：硅藻土；利用；發展；前景

1 硅藻土資源概述

硅藻土是由古代地質時期硅藻、放射蟲類或海綿的遺體組成的一種生物成因的硅質沉積巖。其化學成分以SiO2為主，礦物成分為蛋白石及其變種。硅藻土中的SiO2在結構、成分上與其他礦物和巖石中的SiO2不同，它是有機成因的無定形蛋白石礦物，通常稱為硅藻質氧化硅。硅藻土除含水和SiO2外，還有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5等成分。礦物組成除硅藻外，常伴有各種黏土及石英、白云石等[1]。

世界硅藻土資源十分豐富，分布范圍很廣，除南極其它各洲均有發現，已知全球共有硅藻土18.42～20億噸，遠景儲量35.73億噸。其中亞洲居第一位，約10億噸；歐洲5億噸；美洲、非洲和大洋洲5億噸。

我國的硅藻土資源豐富，主要集中在東部及西南地區。從地質時代上講，有工業意義的硅藻土礦床僅限于第三系及第四系，因此在資源分布上受到一定地域的限制，其中探明儲量的礦區有354處，礦石總保有儲量達3.85億噸，僅次于美國，居世界第二位。我國10省（區）有硅藻土礦產出。在地區分布上，以吉林最多，占全國儲量的54.8％，云南、福建、河北等地次之。此外，在黑龍江、山西、海南都發現了硅藻土礦。

2 硅藻土資源的綜合利用現狀

2.1 硅藻土資源利用的發展歷程

硅藻土自1833年首先在德國漢諾威發現以來，已有一百多年的歷史。最初用于吸收硝化甘油,進入20世紀后,美國、德國、法國、丹麥等國的硅藻土工業穩定并持續發展,到了50年代,產品品已遍及生產生活各個領域,用于過濾,保溫材料,填料和催化劑載體等領域的產品結構已基本定型,產品總量達100萬噸,而后,硅藻土工業隨世界經濟發展而繼續發展。到1975年總產量達140萬噸,1984年為152萬噸,1988年達186萬噸。進入90年代初中期,總產量有所回落,在145萬噸到160萬噸之間波動[2]。

2.2 國外硅藻土產品綜合利用現狀

2.2.1 助濾劑

硅藻土產品種類繁多，主要用途之一是生產助濾劑，且品種最多，用量也最大。用硅藻土粉制品可以濾除液體中的固體顆粒、懸浮物質、膠體粒子及細菌，起到濾清和凈化液體的作用。助濾劑主要應用領域有啤酒、醫藥（用于抗生素、血漿、維生素、合成醫藥、注射液等的過濾）、凈水過濾、油脂工業、有機溶液、涂料和染料、肥料、酸類、堿類、調味料、糖類、酒類等。

2.2.2 填料和涂料

所謂填料,是指將硅藻土填加到某種材料或產品中,使其性能有所改善和提高,所以也叫功能材料[3]。國外硅藻土填料的消費約占硅藻土制品總量21%～23%,美國的硅藻土填料消費量在總量中的比例近年呈緩慢下降趨勢,但年產量仍在10萬噸左右,法國生產高白度的硅藻土填料,德國用本原料生產油漆、塑料填料和炸藥吸收劑等,每年產量數萬噸,約占總產量的50%。

2.2.3 建材和保溫絕熱材料

國外的硅藻土建材和保溫材料生產國有丹麥、羅馬尼亞、俄羅斯、日本、英國等。其制品主要有隔熱磚、硅酸鈣制品、粉料、硅鈣板、水泥添加劑以及泡沫玻璃、輕質骨料、瀝青路面混合料添加劑等。

2.3 我國硅藻土綜合利用現狀

2.3.1 硅藻土助濾劑產品的發展

硅藻土助濾劑己廣泛應用于食品釀造、醫藥、石油、化工和水處理等部門。成都理工學院綜合的血漿過濾用硅藻土助濾劑，咸陽非金屬礦研究院研制的彩顯像管熒光粉過濾用硅藻土助濾劑，質量大大提高，其效果均達到國外同類產品的標準；四川綿陽“亞太啤酒集團”用硅藻土助濾劑和珍珠巖助濾劑進行復配使用，在預涂和添加中調整用量比例，在濾餅強度和保證濾速和產力等方面，比單一使用硅藻土助濾劑效果更好。

吉林大學的王澤民等利用硅藻土復合凈水劑對以枝丫材、稻草、麥稈、蘆葦為原料的造紙廢水進行處理。結果表明,利用提純硅藻土下腳料制成的復合凈水劑處理造紙廢水,效果優于硫酸鋁絮凝法和酸析法,特別是絮凝物脫水快、處理周期短。處理后的水清亮透明,略帶微黃色,可部分循環利用。

2.3.2 硅藻土填料和涂料產品的發展

硅藻土廣泛用作塑料、橡膠等高聚物基復合材料的填料。其化學組成、晶體結構、粒度、顆粒形狀、表面性質等決定其填充性能。現代新型高聚物基復合材料不僅要求非金屬礦物填料具有增量和降低材料成本的功效,更重要的是能夠改善填充材料的性能或具有補強或增強等功能。

我國昆明煤炭研究所近來利用云南中低品位硅藻土經高溫焙燒后，配以涂料所需的懸浮劑、粘結劑等，綜合和研制出了金屬型鑄造和壓鑄用系列涂料，加工工藝簡單，使用方便；并延長模型使用壽命，增加鑄件表面光潔度，提高產品合格率；節約涂料用量，降低涂料成本，價格便宜。此外，該涂料無毒無害無異味，不會造成環境污染及人體危害，具有良好的社會效益。清華大學機械系用吉林長白硅藻土，研制成了用于離心鑄管生產的高純硅藻土涂料。

2.3.3 硅藻土建材和保溫絕熱材料產品的發展

我國有豐富的硅藻土資源，綜合新型硅藻土建材產品，對我國的建筑行業的發展有重要意義和良好前景。近年來的研究發現，以硅藻土為主材料，添加其他化合物，可以制得很多新型的性能優良的建材。如在硅藻土中加K2O及某些有機化合物后，經高溫處理可制得可導電、防火的涂料；從硅藻土中提取SiO2及少量Al2O3，再涂加一些堿性金屬，經一系列工序后制得的泡沫玻璃，是一種很好的隔熱、吸聲材料。在隔熱保溫填料中，硅藻土性能比輕質碳酸鈣、海泡石效果更好[4]。

清華大學馮乃謙和地科院地質所黃成彥，以福建漳浦低品位硅藻土為主要原料，摻入鈣質材料和硅酸鈉凝膠，經成球、養護研制成非煅燒性硅藻土陶粒。生產這類產品投資少，收效快，工藝簡單，無污染。該產品的研制成功，為我國分布廣，儲量大的中低品位硅藻土資源的綜合利用開辟了新的途徑，有重要的實際意義。

3 硅藻土綜合利用的發展前景

硅藻土用于作催化劑載體，主要限于作釩觸媒、鎳觸媒，用于其它方面的還比較少。今后，隨著石油化工的發展，在氣化反應、加氫反應、脫氫反應、水合反應等方面用硅藻土作載體的數量會增多；國家建委決定要大力發展輕質建筑材料，減輕建筑的自重，硅藻土生產輕質磚和輕骨料也將得到進一步發展。

硅藻土在我國是具有資源優勢的礦種，但目前綜合水平偏低,和發達國家相比，存在品種少、應用領域不多、人均消費量低和生產規模較小的差距。但可以認為，隨著改革開放和科學研究的深入，相關部門的關注，我國硅藻土資源的綜合利用水平與國外的差距將逐步縮小。隨著硅藻土提純的新技術深入研究，可以滿足新產品綜合的需要；另外結合硅藻土的理化特性，對硅藻土表面微觀改性、微孔結構的人為調控等，可以綜合硅藻土的新用途，進一步提升其附加價值。

參考文獻

[1]黃成彥等.中國硅藻土及其應用[M].北京:科學出版社,1993,6.

[2]陸浩. 硅藻土資源及開發利用概況[J].浙江地質，2001，1.

[3]趙洪石,何文,羅守全等. 硅藻土應用及研究進展[J].山東輕工業學院學報，2007，3

[4]胡濤，馬永梅，王馳. 硅藻土的應用研究進展[J]. 中國非金屬礦工業導刊,2009,1.

作者簡介：崔建濤，男，1982年7月生，河北省保定市人，在讀碩士研究生，2005年畢業于黑龍江科技學院礦物加工工程專業，獲工學學士學位。