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硅藻土原矿应该怎么样提高纯度?

信息来源:青岛盛泰硅业北京赛车 时间:2016-11-14 浏览次数:0

 
1.硅藻土介绍
    硅藻土是由古代硅落和微生物的硅质遗骸组成,硅藻土主要成分为SiO2,还有一些Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等其他物质。因硅藻土性能稳定,具有耐酸性能,已在环境、化工、石油、建材等许多工业部门作为助滤剂;其孔容大、孔径大可作为吸附剂;比表面积大、吸附能力强,能吸附超过自身质量1.5~4倍的液体、吸附自身质量11~15倍的油等,可作为充填剂、催化剂载体、磨料增强剂和动物饲料补充剂等得到了广泛应用。

 
2.硅藻土提纯方法
    硅藻土提纯方法主要分为:物理、化学和物理化学综合法。
2.1
擦洗法
    擦洗法提纯硅藻土的前题是通过擦洗将原料颗粒打细,尽量使固结在硅藻壳上的粘土等矿物杂质脱离,为分离提纯创造条件,然后根据各矿物性质和颗粒范围的不同,其中石英泥、含铁矿物、砂的颗粒大,因沉降快可先分出,而粘土杂质蒙脱石经搅拌擦洗已经分散成很小的颗粒,并与硅藻土带有相同的负电荷,彼此同性相斥,所以具有良好的悬浮性和分散性,故可以在料浆中加入氧氧化钠等分散剂来强化蒙脱石的悬浮性和分散性,蒙脱石粒子很难沉淀,而硅藻土粒子在料浆中沉降速度比蒙脱石粒子要快很多,把以蒙脱石为主的悬浮液分出,就可获得以硅藻土为主的硅藻精土。孔伟通过擦洗法去除部分蒙脱石等粘土矿物和粗粒泥沙,使硅藻土的比表面积和孔容积略增。艾显盛等以内蒙赤峰低品位硅藻土为原料,研究了擦洗浓度、擦洗时间、擦洗次数、分散剂等对其物理提纯效果的影响。
    擦洗法可去除硅藻壳体外面的杂质,但对清除硅藻微孔内的杂质作用不大。擦洗法提纯硅藻土工艺简单,设备投资少,易于实现工业化生产,但占地面积较大,用水量大,生产周期较长,硅藻精土烘干耗能也较大。表1是长白临江Ⅱ级硅藻土擦洗提纯结果。
 
2.2酸浸法

    通过剥片后酸洗,除去了矿浆中大部分铁和铝等杂质,沉降分级第二次得到硅的含量为91.27% 的硅藻土精矿,经过粗选、剥片、酸浸处理的精矿达到了预期要求,硅含量由 71.86% 增至91.27%,有效的去除了杂质,提升了比表面积,整个工艺流程产率约为40%。
    Guilong Zhang等研究了酸浸对于硅藻孔结构的修饰作用,认为酸浸法不但提高硅藻土含量,还可以对硅藻孔结构进行修饰;Osman San等研究了酸浸对硅藻土过滤性能及孔隙率的影响,并利用酸浸硅藻土制备硅藻土过滤材料和多孔陶瓷材料。
    文斐等人通过剥片后酸洗,除去了矿浆中大部分铁和铝等杂质,再经一次沉降分级得到硅含量 91.27% 的硅藻土精矿,经过粗选、剥片、酸浸处理后的最终精矿达到了预期要求,硅含量由 71.86% 增至91.27%,杂质得以有效去除,比表面也有很大提升,整个工艺流程产率约为 40%。Guilong Zhang 等人研究了酸浸对于硅藻孔结构的修饰作用,认为酸浸法不仅可以提高硅藻含量,还可以对硅藻孔结构进行修饰;Osman San 等人研究了酸浸对硅藻土过滤性能及孔隙率的影响,并利用酸浸硅藻土制备硅藻土过滤材料与多孔陶瓷材料。
但常规酸浸法提纯时间长,酸用量大,成本高,污染环境等,不利于工业生产,大大影响了其应用前景,微波强化硅藻土酸浸提纯工艺研究不仅能较好地缩短浸取时间,而且能使浸出率提高。

2.3焙烧法

    物质挥发,硅藻土比表面积增大,性能提高。焙烧法具有一定的适用局限性,对粘土类杂质无去除效果,一般需要与其它方法配合使用。通过600~800 °C煅烧,SiO2含量可显著提高,同时孔径增大,表面酸强度增加。硅藻土的比表面积随焙烧温度的提高而增大,450°C焙烧后达最大值,此后随焙烧温度的升高而下降。900°C以上焙烧对硅藻壳体结构有破坏作用。
    Nezahat Ediz 等人研究了焙烧工艺对硅藻土过滤性能的影响,结果表明,煅烧温度1000℃煅烧1h条件下制得的煅烧硅藻土较原矿过滤性能明显提高;BulentYılmaz 等人研究了煅烧工艺对硅藻土在水泥添加剂应用领域的影响,结果表明,煅烧后的硅藻土与原矿相比能够显著提高水泥的机械性能。

2.4综合法
    除以上方法外,还有重力沉降、磁选、热浮选法等方法,但每种方法提纯效果都有局限性,因此一般组合起来使用。艾显盛采用物理、化学联合的提纯方法,对赤峰地区的中硅、低铁高烧失量型硅藻土( SiO2含量为74.9%) 进行提纯处理,制得了SiO293.82%、Al2O3 1.96%、Fe2O3 0.22% 的优质硅藻精土。杜玉成等对某低品位硅藻土进行擦洗、酸洗提纯。试验表明,采用三次擦洗SiO2含量可由70.18%提高至83.17%;采用二次酸洗,可有效除去结构内部的粘土杂质,SiO2含量可提高近5%。
    郑水林等对吉林某矿含粘土硅藻土,通过擦洗和沉降分离,得到产率为36.43%,SiO2含量为86.32%的精土,再利用磨矿和沉降分离,得到产率为31.18%的SiO2含量为90.17%的优质硅藻土。魏存弟采用热浮选-磁选-酸煮法提纯工艺,对吉林某中低品位硅藻土进行了提纯研究;谷晋川等采用擦洗分散-分级除杂-酸浸除铁-焙烧工艺,将四川某硅藻土矿提纯为合格的助滤剂。
 
3总结

    目前我国已经应用的硅藻土提纯方法和最新科研成果,提纯效果都比较理想,但由于硅藻土原矿性质上存在差异,选矿方法和工艺参数又存在差异,精选的硅藻精土质量也不相同。精选硅藻土方法要考虑以下原则:一要考虑原土的物理和化学性质;二要考虑硅藻精土的用途。所以硅藻土提纯主要目的是尽量简化生产工艺,满足产品应用要求,求得最好的经济效益。
    我国硅藻土资源虽然丰富,但大部分是中低品位的硅藻土,优质土较少,从品种和质量上均不能满足市场要求,在许多领域无法充分利用。所以,着重研究解决硅藻土的提纯问题显得尤为重要,因此,通过物理和化学提纯方法将中低品位的硅藻土提纯为一级土,再将一级土提纯为优质土,可以为硅藻土精细产品加工提供优质原料,进而开发性能优良的硅藻土新产品,拓宽硅藻土的应用领域,不断为硅藻土行业创造新的机遇。

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