前言
硅藻土是海洋或湖泊中生長的硅藻類的殘骸在水底沉積，經自然環境作用而逐漸形成的一種非金屬礦物。我國國產硅藻土的研究始于20世紀50年代初期，主要利用硅藻土作催化劑載體和助濾劑，還應用于建筑保溫材料。后來由于硅藻土獨特的多孔結構和優異的吸附性能，其應用范圍不斷擴大。本文介紹了硅藻土的結構和性能，并對其在助濾劑、填料、載體和建筑材料等方面的應用及前景進行了綜述。
1硅藻土的結構和性能
硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖，主要由古代硅藻土遺體組成，其化學成分主要是SiO2，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%.
硅藻土的礦物成分主要是蛋白石及其變種，其次是硅土礦物-水云母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑為石英、長石、黑云母及有機質等。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、松散、質輕、多孔、吸水和滲透性強的特性。
硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀，如圓盤狀、針狀、筒狀、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4.5-5μm），孔隙率為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1650-17500C，化學穩定性高，除溶于氫氟酸以外，不溶于任何強酸，但能溶于強堿溶液中。
硅藻土中的二氧化硅多數是非晶體，堿中可溶性硅酸含量為50-80%。非晶型二氧化硅加熱到800-10000C時變為晶型，堿中可溶性硅酸可減少到20-30%。
2硅藻土的應用
硅藻土因其孔隙度大、吸附性強、溶重小，熔點高，隔熱吸音，化學性能穩定等工藝特性，而被廣泛的應用于輕工、化工、建材等領域。
硅藻土在涂料、造紙、塑料、橡膠、油漆、殺蟲劑等工業中，常被用來做吸附劑和充填劑。而用硅藻土制成的隔熱磚、耐火石灰，則廣泛應用于煉鋼、動力機械設備和熱處理玻璃陶瓷窯及冷藏設備上。制糖、釀酒業利用硅藻土的顯微孔隙，做過濾劑和漂白材料，以澄清各種有機溶劑。硅藻土還可用于做水泥的混合材料、輕質建筑磚和防火材料。
2.1助濾劑
助濾劑是硅澡土的主要用途之一，占總消耗量的60%以上。美國是世界上最大的助濾劑生產國和出口國。硅藻土產品中67％為助濾劑，其中40%用于出口．助濾劑的生產過程主要包括硅藻土的除雜和煅燒，控制粒徑在25-125μm之間．孔隙率85%左右，以增強吸附能力和流速．硅藻土助濾劑比傳統的膨脹珍珠巖助濾劑過濾速度快，濾液純清度高，目前巳廣泛應用于啤灑，飲料，釀造，油脂，制糖，有機溶劑，藥品和油漆等行業。
硅藻土助濾劑的主要功能為分離液體中的懸浮固體顆粒，是一種純物理過程的吸附分離。它可以加工成多孔的墊片或由過濾隔膜(如布，篩網、金屬網片等)作支承物的濾餅，這種過濾方式稱為預涂層過濾．也可以將助濾劑直接加入被過濾懸浮液中(稱為體助濾劑)，通常兩者同時使用。體助濾劑既可以從懸浮液中捕捉固體粒子，又可防止濾餅上各種粒級和微粒形成致密層，使隔膜堵塞，從而提高濾餅的孔隙串和滲透率。
目前，硅藻土助濾劑還被應用在污水處理和廢氣過濾中。如化工，造紙、制藥等工業污水過濾。對于汽車和其它動力廢氣，利用硅藻土的分子篩功能，可以吸附大量的煙粒，以凈化空氣。并由此進一步開發研制成硅藻土發光沸石型分子篩，應用于酸性氣體的干燥中。
2.2填料
填料是硅藻土的第二大用途，在美國占消費量的20％以上，我國略高。主要用于涂料，油漆，塑料．橡膠，醫藥，牙膏、磨料和化學試劑等方面。近年來還利用硅藻土的多孔性和透氣性研制成系列化妝品填料。
塑料摻入硅藻土的主要功能是提高制品的彈性和耐熱性、耐磨性。而塑料中的防老化劑，防紫外線輻射劑，抗氧劑等添加劑以硅藻土作為載體摻入，效果更顯著。如摻硅藻土的硬質聚氯乙烯塑料制品已廣泛應用于土建工程上。
硅藻土也可用做天然橡膠、合成橡膠的補強填充劑，增強硫化膠的物理機械性能。尤其是在淺色橡膠制品中應用，可替代補強劑白炭黑，或者部分替代白炭黑使用，能使硫化膠體現出較理想的硫化特性，良好的物理機械性能。聚硅酮橡膠和機械橡膠中摻入硅藻土填料，以改善機械性能是應用最廣泛的。
2.3載體
現代化學工業中幾乎半數以上的生產過程采用了催化劑，催化劑載體的種類及性質對催化效果及生產品質量有著十分顯著的影響。自20世紀70年代末研制成硅藻土催化劑載體以來，以其卓越的性能取代了大量的其它產品，目前硅藻土催化劑載體占總量的60％強。特別是我國硫酸工業中的釩催化劑載體，居國際領先水平，它可以根據設計要求控制催化劑釋放量和延時釋放，極大地提高了催化劑的有效利用率和產品質量及SO2轉換率，取得了良好的技術經濟效益。目前國內外已研制成系列硅藻土催化劑載體．如N2，H2，He和Ni硅藻土催化劑載體，氧此反應催化劑載體；又如把氯酸鹽(11．07%-27.52％)、草酸{9．23％一22．36％}、固體惰性稀釋劑Na2SO4(7．38％一22．02％)和載體硅藻土(18．35％一42．80％)制成一種室內空氣除臭殺菌劑，使用壽命達半年以上，比日本同類產品的使用壽命高2／3--1／3。另外氣液分配色譜載體，分子色層分離載體，氣相色譜和薄層色譜載體等也在國內外研制成功。 利用硅藻土中硅藻的顯微結構，還研制成生物醫藥工程載體．
硅藻土化肥載體和農藥載體，國內外研究應用較多，它們可以極大地提高化肥和農藥的時效性防止化肥和農藥的流失，促進農作物的生長，特別適合于沙丘地域的施肥和豆科作物的根間施藥，可使肥效和藥效在6～7周內連續釋放。另一方面，
硅藻土能吸收相當于自身體積2．5倍的水，因此，使用硅藻上作載體的化肥和農藥后，可以有效地防止土壤結硬和水份流失。
2.4建筑材料
2.4.1建筑隔熱保溫屋面墻體粉料
-定比例的粉煤灰、膨脹珍珠巖、消石灰、硅藻土、石膏、短巖棉、水泥、木質素磺酸鈣、黏合劑均勻混合而成。它具有生產成本低、隔熱保溫與隔音防火性好、制作工序簡單、容重輕、不粉化脫落、不吸濕變形和不含致癌物質石棉的特點。
2.4.2一種稀土復合隔熱保溫材料
以10％～50％的珍珠巖、1％一1．5％的石棉粉、約0．001％的高溫膠、1％一10％的硅藻土，1％黏合劑、1％一6％的復合稀土添加劑、1％一5％的礦渣棉、10％的石膏粉、0--1％的硅酸鋁纖維和水為原料，經選料、除雜、粉碎后，一次同時投入攪拌池中混合攪拌直至成為均勻膏體后，用成型機壓制成型材、烘干待用。該材料融熱性能好，適用范圍廣。
此外，硅藻土輕骨料、硅藻土玻璃纖維增強水泥板、輕質硅藻土水泥、硅藻土建筑陶瓷、硅藻土微孔玻璃等新型建材制品在國內外廣泛生產應用。
3發展趨勢
從應用角度看，高純度（指非晶質SiO2含量大于等于95%）硅藻土制品具有明顯的優勢。近年來，國外有關高純制品的研究方興未艾，國內在此方面則處于滯后、被動地位。國產硅藻土產品質量與國外相比還有較大差距，今后我國的研究重點應是盡快研究硅藻土新的提純技術，為滿足新產品開發的需要，應充分利用硅藻土獨特的表面性質、微孔結構開展有關的應用基礎研究，著重于對硅藻土的表面性質和結構的人為調控。此外，硅藻土在輕工、日化產品、農業、化工、環保、選礦與加工、制藥、電力等方面有著廣泛的用途。可以預料，隨著硅藻土研究的進一步深入，還會不斷開發出新的硅藻土產品，其應用前景十分廣闊。
硅藻土是海洋或湖泊中生長的硅藻類的殘骸在水底沉積，經自然環境作用而逐漸形成的一種非金屬礦物。我國國產硅藻土的研究始于20世紀50年代初期，主要利用硅藻土作催化劑載體和助濾劑，還應用于建筑保溫材料。后來由于硅藻土獨特的多孔結構和優異的吸附性能，其應用范圍不斷擴大。本文介紹了硅藻土的結構和性能，并對其在助濾劑、填料、載體和建筑材料等方面的應用及前景進行了綜述。
1硅藻土的結構和性能
硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖，主要由古代硅藻土遺體組成，其化學成分主要是SiO2，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%.
硅藻土的礦物成分主要是蛋白石及其變種，其次是硅土礦物-水云母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑為石英、長石、黑云母及有機質等。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、松散、質輕、多孔、吸水和滲透性強的特性。
硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀，如圓盤狀、針狀、筒狀、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4.5-5μm），孔隙率為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1650-17500C，化學穩定性高，除溶于氫氟酸以外，不溶于任何強酸，但能溶于強堿溶液中。
硅藻土中的二氧化硅多數是非晶體，堿中可溶性硅酸含量為50-80%。非晶型二氧化硅加熱到800-10000C時變為晶型，堿中可溶性硅酸可減少到20-30%。
2硅藻土的應用
硅藻土因其孔隙度大、吸附性強、溶重小，熔點高，隔熱吸音，化學性能穩定等工藝特性，而被廣泛的應用于輕工、化工、建材等領域。
硅藻土在涂料、造紙、塑料、橡膠、油漆、殺蟲劑等工業中，常被用來做吸附劑和充填劑。而用硅藻土制成的隔熱磚、耐火石灰，則廣泛應用于煉鋼、動力機械設備和熱處理玻璃陶瓷窯及冷藏設備上。制糖、釀酒業利用硅藻土的顯微孔隙，做過濾劑和漂白材料，以澄清各種有機溶劑。硅藻土還可用于做水泥的混合材料、輕質建筑磚和防火材料。
2.1助濾劑
助濾劑是硅澡土的主要用途之一，占總消耗量的60%以上。美國是世界上最大的助濾劑生產國和出口國。硅藻土產品中67％為助濾劑，其中40%用于出口．助濾劑的生產過程主要包括硅藻土的除雜和煅燒，控制粒徑在25-125μm之間．孔隙率85%左右，以增強吸附能力和流速．硅藻土助濾劑比傳統的膨脹珍珠巖助濾劑過濾速度快，濾液純清度高，目前巳廣泛應用于啤灑，飲料，釀造，油脂，制糖，有機溶劑，藥品和油漆等行業。
硅藻土助濾劑的主要功能為分離液體中的懸浮固體顆粒，是一種純物理過程的吸附分離。它可以加工成多孔的墊片或由過濾隔膜(如布，篩網、金屬網片等)作支承物的濾餅，這種過濾方式稱為預涂層過濾．也可以將助濾劑直接加入被過濾懸浮液中(稱為體助濾劑)，通常兩者同時使用。體助濾劑既可以從懸浮液中捕捉固體粒子，又可防止濾餅上各種粒級和微粒形成致密層，使隔膜堵塞，從而提高濾餅的孔隙串和滲透率。
目前，硅藻土助濾劑還被應用在污水處理和廢氣過濾中。如化工，造紙、制藥等工業污水過濾。對于汽車和其它動力廢氣，利用硅藻土的分子篩功能，可以吸附大量的煙粒，以凈化空氣。并由此進一步開發研制成硅藻土發光沸石型分子篩，應用于酸性氣體的干燥中。
2.2填料
填料是硅藻土的第二大用途，在美國占消費量的20％以上，我國略高。主要用于涂料，油漆，塑料．橡膠，醫藥，牙膏、磨料和化學試劑等方面。近年來還利用硅藻土的多孔性和透氣性研制成系列化妝品填料。
塑料摻入硅藻土的主要功能是提高制品的彈性和耐熱性、耐磨性。而塑料中的防老化劑，防紫外線輻射劑，抗氧劑等添加劑以硅藻土作為載體摻入，效果更顯著。如摻硅藻土的硬質聚氯乙烯塑料制品已廣泛應用于土建工程上。
硅藻土也可用做天然橡膠、合成橡膠的補強填充劑，增強硫化膠的物理機械性能。尤其是在淺色橡膠制品中應用，可替代補強劑白炭黑，或者部分替代白炭黑使用，能使硫化膠體現出較理想的硫化特性，良好的物理機械性能。聚硅酮橡膠和機械橡膠中摻入硅藻土填料，以改善機械性能是應用最廣泛的。
2.3載體
現代化學工業中幾乎半數以上的生產過程采用了催化劑，催化劑載體的種類及性質對催化效果及生產品質量有著十分顯著的影響。自20世紀70年代末研制成硅藻土催化劑載體以來，以其卓越的性能取代了大量的其它產品，目前硅藻土催化劑載體占總量的60％強。特別是我國硫酸工業中的釩催化劑載體，居國際領先水平，它可以根據設計要求控制催化劑釋放量和延時釋放，極大地提高了催化劑的有效利用率和產品質量及SO2轉換率，取得了良好的技術經濟效益。目前國內外已研制成系列硅藻土催化劑載體．如N2，H2，He和Ni硅藻土催化劑載體，氧此反應催化劑載體；又如把氯酸鹽(11．07%-27.52％)、草酸{9．23％一22．36％}、固體惰性稀釋劑Na2SO4(7．38％一22．02％)和載體硅藻土(18．35％一42．80％)制成一種室內空氣除臭殺菌劑，使用壽命達半年以上，比日本同類產品的使用壽命高2／3--1／3。另外氣液分配色譜載體，分子色層分離載體，氣相色譜和薄層色譜載體等也在國內外研制成功。 利用硅藻土中硅藻的顯微結構，還研制成生物醫藥工程載體．
硅藻土化肥載體和農藥載體，國內外研究應用較多，它們可以極大地提高化肥和農藥的時效性防止化肥和農藥的流失，促進農作物的生長，特別適合于沙丘地域的施肥和豆科作物的根間施藥，可使肥效和藥效在6～7周內連續釋放。另一方面，
硅藻土能吸收相當于自身體積2．5倍的水，因此，使用硅藻上作載體的化肥和農藥后，可以有效地防止土壤結硬和水份流失。
2.4建筑材料
2.4.1建筑隔熱保溫屋面墻體粉料
-定比例的粉煤灰、膨脹珍珠巖、消石灰、硅藻土、石膏、短巖棉、水泥、木質素磺酸鈣、黏合劑均勻混合而成。它具有生產成本低、隔熱保溫與隔音防火性好、制作工序簡單、容重輕、不粉化脫落、不吸濕變形和不含致癌物質石棉的特點。
2.4.2一種稀土復合隔熱保溫材料
以10％～50％的珍珠巖、1％一1．5％的石棉粉、約0．001％的高溫膠、1％一10％的硅藻土，1％黏合劑、1％一6％的復合稀土添加劑、1％一5％的礦渣棉、10％的石膏粉、0--1％的硅酸鋁纖維和水為原料，經選料、除雜、粉碎后，一次同時投入攪拌池中混合攪拌直至成為均勻膏體后，用成型機壓制成型材、烘干待用。該材料融熱性能好，適用范圍廣。
此外，硅藻土輕骨料、硅藻土玻璃纖維增強水泥板、輕質硅藻土水泥、硅藻土建筑陶瓷、硅藻土微孔玻璃等新型建材制品在國內外廣泛生產應用。
3發展趨勢
從應用角度看，高純度（指非晶質SiO2含量大于等于95%）硅藻土制品具有明顯的優勢。近年來，國外有關高純制品的研究方興未艾，國內在此方面則處于滯后、被動地位。國產硅藻土產品質量與國外相比還有較大差距，今后我國的研究重點應是盡快研究硅藻土新的提純技術，為滿足新產品開發的需要，應充分利用硅藻土獨特的表面性質、微孔結構開展有關的應用基礎研究，著重于對硅藻土的表面性質和結構的人為調控。此外，硅藻土在輕工、日化產品、農業、化工、環保、選礦與加工、制藥、電力等方面有著廣泛的用途。可以預料，隨著硅藻土研究的進一步深入，還會不斷開發出新的硅藻土產品，其應用前景十分廣闊。
