摘 要

硅藻土是一种用途广泛的非金属矿物，目前已被应用于许多领域。本文在简述硅藻土矿物的成分、结构和物理性能的基础上，重点研究了使用硅藻土制备而成的陶粒的吸附性能，并通过一系列的条件实验从而确定出了使硅藻土陶粒达到最佳吸附性能的实验条件。由于本文并未采取传统的高温煅烧法，而是采用的是低温水热加热法，因此对于硅藻土陶粒的低温制备的实验方法有重大意义。

关键词：硅藻土；陶粒；吸附性能；水热加热法

Abstract

Diatomaceous earth is a non-metallic mineral which has many uses. Now it has been used in a great number of fields. Based on the sketch of diatomaceous earth’s composition, structure and physical properties, this paper emphatically studies the absorption performance of ceramsite which is on the preparation of diatomaceous earth. Besides, this paper determines the best experimental conditions with which we can make the diatomite ceramsite of the highest absorption performance on a series of conditional experiments. This paper adopts hydrotherm alsynthesis which is of low temperature rather than high temperature calcination method, for this reason, this experiment has great significance for the method of diatomite ceramsite’s low temperature preparation.

Key Words：diatomaceous earth；ceramsite；absorption performance；hydrotherm alsynthesis

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1硅藻土基础研究现状 1

1.1.1硅藻土的组成与性质 1

1.1.2硅藻土的资源分布 1

1.2硅藻土的应用现状 2

1.2.1硅藻土在食品医药行业的应用 2

1.2.2硅藻土在吸附领域中的应用 2

1.2.3硅藻土在道路沥青中的应用 2

1.2.4 硅藻土在建筑工业中的应用 3

1.2.5硅藻土在其它领域中的应用 3

1.3硅藻土吸附剂的研究现状 3

1.3.1硅藻土吸附剂的种类 3

1.3.2硅藻土吸附剂的吸附机理 4

1.4 陶粒制备方法研究现状 5

1.4.1烧胀法 5

1.4.2 烧结法 5

1.4.3免烧法 5

1.5印染废水处理现状研究 5

1.5.1物理处理法 6

1.5.2化学处理法 6

1.5.3 生物法 7

1.6本课题研究的目的与内容 7

1.6.1研究的目的 7

1.6.2研究的内容 8

第二章 实验 9

2.1实验原料 9

2.2主要实验仪器及设备 9

2.3实验流程 9

2.4 性能测试 10

第三章 物料配比的实验研究 11

3.1最佳生石灰添加量的确定 11

3.2最佳成孔剂添加量的确定 13

第四章 煅烧温度和时间的实验 17

4.1最佳水热釜加热温度的确定 17

4.2最佳煅烧时间的确定 18

4.3最佳煅烧温度的确定 18

第五章 结论 20

参考文献 21

致谢 23

绪论

1.1硅藻土基础研究现状

1.1.1硅藻土的组成与性质

古代的单细胞低等植物有很多，就像硅藻一样，它的遗体堆积后，其遗体被地质条件影响，其中成岩作用的影响最显著，这之后硅藻的一遗体形成一种生物沉积岩，其具有多孔状的结构，这种由硅藻的遗体形成的矿物称之为硅藻土^[1] 。总体上来说，硅藻土主要是由蛋白石及其变种所组成的，组成硅藻土的主要的化学成分是SiO₂,并且少量的金属氧化物例如Al₂ O₃、Fe₂ O₃、CaO、Na₂O、MgO和有机质等杂质也构成了硅藻土的结构。这些杂质被均匀的包裹在硅藻壳间,硅藻壳的孔隙中也被这些杂质给充满着^[2]。纯净而又干燥的硅藻土，其外观应该是白色的，土状的，如果硅藻土中的有机质含量越高，那么它的颜色就越发深沉。纯净干燥的硅藻土的密度很小，仅仅只有0.4~0.9g/cm³，熔点却很高，可以达到高达1400℃~1650℃左右的温度，不同品质的硅藻土，其比表面积相差较大，波动范围在1.0～65m²/g之间，因此比表面积高的硅藻土具有非常强的吸附能力。除此此外，硅藻土十分的耐酸碱，并且只溶于强碱和氢氟酸^[3-4]。除了以上众多的优点之外，硅藻土还具有相对不可压缩性、质软、隔音、耐磨、耐热等众多优良性能^[5]，因此，硅藻土及其各种制品在国内外被应用的很多，它的市场前景，可以说是非常好的。

1.1.2硅藻土的资源分布

我国硅藻土主要分布在吉林、云南、福建、浙江、河北、山东等地，其中以吉林省的一级土储量最多^[6]。日本的石川、秋田、冈山等海、湖相硅藻土矿床储量达l亿t^[7]，是开发应用最好的国家之一，尤其是日本的北海道稚内层硅藻页岩的开发应用为世界第一。这三个硅藻土矿床属于世界罕见的优秀矿床，十分珍贵^[8]。

1.2硅藻土的应用现状

硅藻土有着如下的优良的特点，例如十分轻便的质量、吸附性能十分的优良、化学性质十分的稳定，因此其主要被用作功能性填料、助滤剂、吸附剂、轻质保温材料、催化剂载体等。世界上主要的硅藻土消费国家为俄罗斯、西欧、美国，三个国家的消费量约为65万吨，其中工业填料和助滤剂分别所消耗的硅藻土量的比例分别为45%和55%。我国虽然人口众多，但是每年的硅藻土消费量仅为约20万吨左右，并且主要用于保温隔热材料，但是近年来其用作功能性填料和助滤剂的比重有较大的增长^[9]。

1.2.1硅藻土在食品医药行业的应用