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礦物介紹
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礦物簡介
       硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成。其化學(xué)成分以SiO2為主，可用SiO2·nH2O表示，礦物成分為蛋白石及其變種。
       硅藻土中的SiO2，在結(jié)構(gòu)、成分上與其他礦物和巖石中的SiO2不同，它是有機(jī)成因的無定形蛋白石礦物，通常稱為硅藻質(zhì)氧化硅（Diatomite silica）。硅藻土除含水和SiO2外，還含有少量Fe、Al、Ca、Mg、K、Na等雜質(zhì)，礦物組成除硅藻外，常伴生有各種粘土及石英、白云石等。
       硅藻土中的硅藻，按其硅藻殼壁的形狀和結(jié)構(gòu)可分為兩大類：輻射硅藻類和羽紋硅藻類。輻射硅藻類硅藻土，發(fā)現(xiàn)于自侏羅紀(jì)到現(xiàn)代的沉積物中。硅藻有圓形、橢圓形、及三角形藻瓣。結(jié)構(gòu)呈放射狀，同心狀排列，無縫。羽紋硅藻類硅藻土出現(xiàn)于漸新世到現(xiàn)代的沉積物中，形狀較復(fù)雜，有披針形、線性、S形等。
       純凈的硅藻土，一般呈白色，常因含鐵的氧化物或有機(jī)質(zhì)，被污染成灰白、淺黃、灰至黑色。條痕為白色，土狀光澤、無解理、質(zhì)輕、多孔、易碎成土狀，但硅藻微粒的硬度可達(dá)4.5~5。硅藻土的密度視雜質(zhì)含量而變，一般純凈干燥的土塊密度為0.4~0.5g/cm3。熔點(diǎn)1400~1650℃，除氫氟酸外不溶于其他酸類，但易溶于堿。硅藻土的孔隙率大，能吸附自身重量1.5~ 4.0倍的水。硅藻土的特殊孔隙結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在四個方面：即堆密度0.2~0.6 g/cm3；孔體積0.4~1.4 cm3/g；比表面積19~65m2/g；孔半徑500~8000×10-10m。
       根據(jù)礦石中粘土等雜質(zhì)含量的不同，硅藻土可分為硅藻土、含粘土硅藻土、粘土質(zhì)硅藻土和硅藻粘土等類型。其中，硅藻土為主要礦石類型，白-灰白色及灰綠色，質(zhì)輕，細(xì)膩，多孔隙，具生物結(jié)構(gòu)。各類硅藻含量大于90%，粘土含量小于5%，礦物碎屑1%左右；含粘土硅藻土為較主要礦石類型，硅藻含量大于75%，粘土含量5%-25%，礦物碎屑2%左右，其它特征與硅藻土相同；粘土質(zhì)硅藻土，硅藻含量50%-70%，粘土礦物含量25%-30%，礦物碎屑5%左右，灰黃-灰綠色，較致密，粘結(jié)性強(qiáng)；硅藻粘土，灰黃-灰綠色，較致密，粘結(jié)性強(qiáng)，硅藻含量30%-40%，粘土含量5%，礦物碎屑3%-10%左右。硅藻粘土多為硅藻土與粘土之間的過渡類型。
       硅藻土特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使其具有諸多特殊的技術(shù)和物理性能，主要包括大孔隙度、強(qiáng)的吸附性、質(zhì)輕、隔音、耐熱、耐磨和堿反應(yīng)活性等。
       中國硅藻土資源比較豐富，在許多省、自治區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，主要分布于東部和西南地區(qū)，其中以山東臨朐、浙江嵊縣、吉林長白、云南尋甸、四川攀西等礦床最為著名（圖1-3）。硅藻土礦床的形成時代多為新生代第三紀(jì)中、上新世或更新世，這與世界上大多數(shù)硅藻土礦床形成的時代特點(diǎn)相同。由于這一時期的基性火山活動頻繁，斷裂活動強(qiáng)烈，形成許多斷陷盆地，常常在玄武巖噴溢的間歇，形成對硅藻土沉積極為有利的環(huán)境。
       全國已發(fā)現(xiàn)的硅藻土礦床（點(diǎn)）共40余處，已開發(fā)的有13處。除浙江、吉林、云南和四川等地外，廣東等地也發(fā)現(xiàn)了不少有前景的礦床。
 
性質(zhì)結(jié)構(gòu)
       硅藻土(Diatomite)是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，主要由古代硅藻遺骸組成，其化學(xué)成分主要是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有機(jī)質(zhì)。SiO2通常占80%以上，最高可達(dá)94%。優(yōu)質(zhì)硅藻土的氧化鐵含量一般為1～1.5%，氧化鋁含量為3～6%。
       硅藻土的礦物成分主要是蛋白石及其變種，其次是粘土礦物—水云母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑有石英、長石、黑云母及有機(jī)質(zhì)等。有機(jī)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(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)的特性。
       硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀，如圓盤狀、針狀、筒狀、小環(huán)狀、羽狀等。松散密度為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(dá)80～90%，能吸收其本身重量1.5～4倍的水，是熱、電、聲的不良導(dǎo)體，熔點(diǎn)1650～1750°C，化學(xué)穩(wěn)定性高，除溶于氫氟酸以外，不溶于任何強(qiáng)酸，但能溶于強(qiáng)堿溶液中。
       硅藻土的二氧化硅多數(shù)是非晶體，堿中可溶性硅酸含量為50～80%。非晶型二氧化硅加入到800～1000°C時變?yōu)榫з|(zhì)二氧化硅，堿中可溶性硅酸可減少到20～30%。
       根據(jù)礦石中各種礦物含量的不同，硅藻土礦可分為硅藻土、含粘土硅藻土、粘土質(zhì)硅藻土、硅藻粘土等幾種礦石。
       硅藻土為主要礦石類型。白—灰白色及灰綠黃色，質(zhì)輕，細(xì)膩，多孔隙，疏松，具生物結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造及微細(xì)層理構(gòu)造。不同形狀硅藻含量大于90%，粘土含量小于5%，礦物碎屑1%左右。礦石密度1.25～1.29 g/cm3, 干體松散密度為0.5～0.6g/cm3。
       含粘土硅藻土為較主要礦石類型。硅藻含量大于75%，粘土含量5～25%，礦物碎屑2%左右。干體松散密度為0.56～0.63g/cm3。其它特征與上述硅藻土相同。
       粘土質(zhì)硅藻土，灰白—灰黃色，較致密，粘性較強(qiáng)，具塊層狀及微層狀構(gòu)造。硅藻含量50～70%，粘土礦物25～30%，礦物碎屑5%左右。干體松散密度為0.58～0.65g/cm3。
       硅藻粘土，灰黃—灰綠色，較致密，粘結(jié)性強(qiáng)，具塊層狀及微層狀構(gòu)造，硅藻含量30～40%，粘土礦物5%，礦物碎屑3～10%左右。這種礦石常具波狀斜層理，多為硅藻土與粘土之間的過渡類型。
 
用途作用
       由于硅藻土具有孔隙度大、吸附性強(qiáng)、容重小、熔點(diǎn)高、隔熱吸音、化學(xué)性能穩(wěn)定等工藝特性，所以被廣泛應(yīng)用于輕工、化工、建材、環(huán)保、農(nóng)藥和化肥等許多領(lǐng)域。
       硅藻土在工業(yè)過濾領(lǐng)域，可被用來加工成助濾劑用于啤酒、飲料、油脂、化學(xué)試劑、藥品和水體的過濾；在填充材料領(lǐng)域，硅藻土可用作油漆、涂料、塑料、橡膠和改性瀝青的填充劑，改善填充制品的性能；在建材工業(yè)領(lǐng)域，硅藻土被用來生產(chǎn)保溫板、保溫磚、保溫管和微孔硅酸鈣板保溫隔熱制品；在環(huán)保領(lǐng)域，硅藻土被用來處理工業(yè)廢水和生活污水；在石油化工領(lǐng)域，硅藻土可作為氫化過程的鎳催化劑、生產(chǎn)硫酸中的釩催化劑的載體。可利用其堿反應(yīng)活性制取白炭黑；在化肥和農(nóng)藥領(lǐng)域，硅藻土是較理想的載體和防結(jié)塊劑；硅藻土還作為加工精細(xì)磨料、拋光劑、清洗劑、氣相色譜載體、洗滌劑、化妝品和炸藥密度調(diào)節(jié)劑等產(chǎn)品的原材料。
        由于硅藻土特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使其具有許多特殊的技術(shù)和物理性能，如大的孔隙度，較強(qiáng)的吸附性，質(zhì)輕、隔音、耐磨、耐熱并有一定的強(qiáng)度，可用來生產(chǎn)助濾劑、吸附劑、催化劑載體、功能填料、磨料、水處理劑、瀝青改性劑（填料）等，廣泛應(yīng)用于輕工、食品、化工、建材、石油、醫(yī)藥、高等級公路建設(shè)等領(lǐng)域。表1為硅藻土的主要用途和質(zhì)量要求。
 
表1 硅藻土的主要用途和質(zhì)量要求
應(yīng)用領(lǐng)域 主要用途 技術(shù)要求
工業(yè)過濾 生產(chǎn)助濾劑用于啤酒、飲料、煉油、油脂、化學(xué)試劑、藥品、水等液體的過濾 要求非晶質(zhì)SiO2的含量大于80%，有適當(dāng)?shù)牧＜壓托螒B(tài)特征，有害微量元素含量不應(yīng)超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)
填料和顏料 油漆、涂料、橡膠、塑料、改性瀝青（高等級公路路面材料）等 原礦硅藻含量較高或經(jīng)過選礦提純的硅藻精土
保溫隔熱和輕質(zhì)建材 輕質(zhì)保溫板、保溫磚、保溫管、微孔硅酸鈣板等 要求非晶質(zhì)SiO2的含量大于55%，其它雜質(zhì)不起決定性作用
環(huán)保 工業(yè)廢水和生活污水的處理、水體凈化 要求非晶質(zhì)二氧化硅含量高、粘土及石英、長石和其它礦物碎屑少的硅藻精土
石油化工 氫化過程中鎳催化劑、生產(chǎn)硫酸中的釩催化劑及石油磷酸催化劑等的載體、制備白炭黑 比表面積和孔隙體積越大越好
化肥、農(nóng)藥 化肥、農(nóng)藥的載體和防結(jié)塊劑 比表面積和孔隙體積越大越好
其它 精細(xì)磨料、拋光劑、清洗劑、氣相色譜載體、清洗劑、化妝品、炸藥密度調(diào)節(jié)劑等 要求非晶質(zhì)二氧化硅含量高、粘土及石英、長石和其它礦物碎屑少的硅藻精土
 
 
 
 
非金屬礦應(yīng)用
石英
滑石
石膏
方解石
石墨
云母
珍珠巖
沸石
石棉
膨潤土
硅灰石
菱鎂礦
螢石
水洗高嶺土
煅燒高嶺土
蛭石
長石
硅藻土
海泡石
水鎂石
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