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二、矿床类型硅藻土矿床属硅质岩石生物化学沉积成因,是由硅藻类动物和其它生物的硅质骨骼部分的堆积和随之改造而成。
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。
硅藻土的堆积与粘土沉积物薄层互层,在中新世和上新世的海相地美国加利福尼亚州
硅藻土岩层均一,岩石具有块状构造,颜色较浅。大多形成于第三」□丄口上,
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。
,远景储量达20多亿吨,大多分布在在华东及东北地区,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。
二氧化硅(SiO2)65%三氧化二铁(Fe2O3)4%
三氧化二铁(Fe2O3)1%(降低耐火度及使成品带色、降低电绝缘性)。
四、矿石性质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ai2o3、Fe2O3、CaO、MgO、\O、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~%,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。-,莫氏硬度为1~(-5?m),孔隙率达80-90%,-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%。
五、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,被大范围的使用在轻工、化工、建材、石油、医药、卫生等部门。
我国60%以上的硅藻土用来生产保温材料,10%用来生产各种填料,用于助滤剂只占百分之几。硅藻土主要用途列于表3。
生产助滤剂用于酒类、炼油、油脂、涂料、要求sio2(不包括石英)的含量大于肥料、酸碱、药品、水等液体的过滤80%有适当的粒级和形态特征,有害微量
锅炉、蒸馏器、热处理炉、干燥器的保温材料以及轻质保温板、保温砖、保温管等
氢化作用过程中镍催化剂、制造硫酸中钒催化剂、石油磷酸催化剂的理想载体,肥料、杀虫剂载体、炸药密度调节剂,研磨材料等
硅澡土原矿的比表面积和孔隙度越大越好;SiO含量在65%左右,某些有害元素
六、产品品质衡量准则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实际的要求确定的,目前我国无统一的标准,表5列出了各种用途对硅藻土质量发展要求。表6列出了吉林敦化及桦甸两地几个产品的出口标准。
要求为粉剂,,,湿度不大于10%,少含熔融铝和其他影响硅藻土润湿效果的金属
硅藻土质地纯净,硅藻含量高,藻类形态完整,杂质含量小,不含易溶解于溶液中的物质,用于食品过滤时,除应符合卫生标准外,还应保持原液体的香味和颜色
载体是精制的硅藻土,颜色要求为白色。载体性能好坏主要根据硅藻孔结构的状态,一般来说以直链藻的孔结构为最好。用作催化剂载体的精制硅藻土以山东临朐的硅藻土质量最佳
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。
七、综合利用工艺技术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,加之酸洗成本比较高,又易导致非常严重的环境污染;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,分别采取了干法或湿法选矿,其原理和应用场景范围列于表7。
很多领域都是利用硅藻土硅壳结构的多孔性,在加工时,一定要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。
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,-%%,%,%有较大22
提高,故可采用预先筛分除去粗粒级的办法提高入选品位。原土的理化性质列于表8、9。
小2,3粒度很细的硅藻颗粒,选择性絮凝可将FeO等杂质絮凝成团聚23体,使之变成较大颗粒利于磁选分离和重选分离,活化焙烧不但可以除去硅藻土中的有机质,起到提纯作用。当活化焙烧温度在700—800C时,活化效果最好,可使精土品位提高2~5百分点。
总之,%、%、%情况下采用预先分级脱杂—2选择性絮凝—2磁3重选分离流程2,3能取得适合于生产助滤剂的硅藻土精土(见表13)。目前已用该法建厂生产。选矿粘土焙烧后指标为:%、%、%、CaO
八、开发利用现状及发展的新趋势美国是硅藻土的最大生产国,产量近70万吨,其产量的64%用于过滤;丹麦是欧洲硅藻土的主要生产国,其基本的产品是粘土质硅藻土,含30%的柔性粘土,煅烧后用来生产轻质保温板条和板。我国由于优质土很少,仅吉林长白一处,近年来硅藻土助滤剂工业发展非常迅速,由70年代未两条简易生产线万吨左右;其中除云南、浙江嵊县采取物理—化学法将三级土提纯为一级土,内蒙化德县助滤剂厂用本地硅藻土做原料外,几乎都用长白硅藻土做原料,包括上海、宁波、成都等地厂家。而长白已与美国富力特公司合作,,又新建一条年产2万吨助滤剂生产线,预计我国对助滤剂的需求量将会促进增长,随着人口的增长,工业建设的快速地发展,对净水和饮用水的需求量就增多了,随之需要用更多的象硅藻土那样的廉价过滤材料来循环净化水液。由于燃料价格持续上涨。粘土质硅藻土砖和板在内的保温耐火材料将得到更大量的应用,特别是油井钻探水泥是一个发展中的市场。
