硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖, 主要由硅藻及一部分放射蟲(chóng)的硅質(zhì)遺骸所組成。其化學(xué)成分主要是SiO₂ , 含有少量的Al₂O₃ 、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅和有機質(zhì)。硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等。硅藻是一種單細胞藻類(lèi), 其礦物成分為非晶態(tài)的蛋白石- 硅藻蛋白石。
    硅藻土是海洋或湖泊中生長(cháng)的硅藻類(lèi)殘骸在水底沉積, 經(jīng)自然環(huán)境作用而逐漸形成的一種非金屬礦物, 硅藻土的顆?？捉Y構與硅藻密切相關(guān)。硅藻殼種類(lèi)繁多、形態(tài)各異, 有圓盤(pán)狀、橢圓狀、篩管狀、舟狀、棒狀和堤狀等。硅藻土在掃描電鏡下形貌如圖1-圖4 所示。
    從硅藻土的微觀(guān)形態(tài)可以看到, 硅藻土殼體上微孔密集、堆密度小、比表面積大, 因此具有較強的吸附力和過(guò)濾性能, 能吸附大量微細的膠體顆粒, 濾除。
    硅藻土的形體尺寸一般為幾個(gè)微米到幾十微米, 最小只有1μm, 而其線(xiàn)紋小孔和殼縫均在納米范疇, 是天然的納米材料。利用其天然的微孔及納米縫隙的特性, 硅藻土被更多地用于制造微孔材料。硅藻土的特殊微孔構造, 有別于大多數的非金屬礦物, 其資源量豐富, 開(kāi)采成本合理, 因而在納米技術(shù)日趨成熟的前提下, 在工業(yè)、農業(yè)及民用領(lǐng)域會(huì )占有更大的份額, 是絕大多數非金屬礦物無(wú)法替代的。

硅藻土的應用已有悠久的歷史, 早在1922 年,許多國家就有了硅藻土的加工廠(chǎng), 主要用以生產(chǎn)助濾劑。目前已有幾十個(gè)國家和地區生產(chǎn)硅藻土制品, 年產(chǎn)量達數百萬(wàn)噸, 其中產(chǎn)量最大的是美國, 其次是俄羅斯和法國以及德國。目前美國每年生產(chǎn)近百萬(wàn)噸左右的硅藻土, 其中65% 用以生產(chǎn)助濾劑,約占20% 用作填料, 3%-5%作保濕材料, 10%左右用作催化劑載體、肥料包襄劑、研磨材料、農藥載體等方面。
    德國每年生產(chǎn)30 萬(wàn)噸-32 萬(wàn)噸硅藻土,其中50% 用作各種填料, 30%用于生產(chǎn)助濾劑, 20%作催化劑載體等。
    我國硅藻土資源豐富, 是世界上硅藻土儲量最多的國家之一。不過(guò)多數礦藏品位較低是其缺點(diǎn),故研究工作亟待跟上。我國研究工作開(kāi)始于20 世紀50 年代初, 主要是利用吉林產(chǎn)硅藻土作催化劑載體和助濾劑的研究。南化公司研究院利用長(cháng)白山硅藻土生產(chǎn)礬催化劑的成果已應用于生產(chǎn)。我國20世紀80 年代前, 硅藻土大部分應用在保濕材料方面。近些年來(lái), 硅藻土應用的研究范圍不斷擴大, 其中有些顆?；市枰霉柙逋磷靼虏牧? 高層建筑的發(fā)展需要優(yōu)質(zhì)材料。 但我國硅藻土從品種和產(chǎn)品質(zhì)量上仍不能滿(mǎn)足市場(chǎng)要求, 在許多領(lǐng)域沒(méi)有得到充分應用。因此, 根據我國硅藻土的特點(diǎn), 借鑒國外的先進(jìn)技術(shù), 提高硅藻土品質(zhì), 開(kāi)發(fā)硅藻土的新用途將給硅藻土行業(yè)帶來(lái)新的機遇。在化工領(lǐng)域, 以硅藻土原料或基材合成組裝新型多孔材料, 開(kāi)發(fā)新型催化劑, 是提高產(chǎn)率和分離效果的必要手段, 還需進(jìn)一步加強和探索。

    由納米、亞微米、微米、毫米孔徑組成的多孔玻璃材料, 在醫療分析、生物工程、石油化工、建筑、軍工等部門(mén)應用前景良好。隨著(zhù)生室環(huán)境, 在這一方面硅藻土更是大有可為。從國外發(fā)展情況來(lái)看, 利用硅藻土生產(chǎn)的新型瓷磚、陶瓷、涂料、吸附材料及輕型建材日新月異, 而我國還處于起步階段, 其潛在市場(chǎng)是十分巨大的。在環(huán)境污染治理方面, 硅藻土成膜應用技術(shù)近年來(lái)也受到了廣泛關(guān)注, 多種硅藻土分離膜相繼開(kāi)發(fā), 硅藻土凈化處理技術(shù)也日趨完善, 現在重要的是將其積極應用在環(huán)保中。
    在農業(yè)方面,我國在國家十五糧食行業(yè)科技發(fā)展規劃中, 明確提出了利用硅藻土防治儲糧蟲(chóng)害技術(shù)應用的開(kāi)發(fā)。如果在農業(yè)上普遍推廣, 不僅節約大量糧食, 也為我國水土保持、生態(tài)恢復和改良起到不可小視的作用。相信在不久的將來(lái), 我國的硅藻土應用領(lǐng)域將越加寬廣, 發(fā)展前景必將更加廣闊。

作者：王宗霞, 曾路, 王小波, 嚴春杰( 中國地質(zhì)大學(xué)( 武漢) 納米科技中心, 湖北武漢430074)

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