硅藻土的理化特性及其在造纸领域的应用

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1、专题论坛·硅藻土·硅藻土的理化特性及其在造纸领域的应用孙德文宋宝祥(中国制浆造纸研究院,北京,100020)摘要:概述了硅藻土的理化特性、产品分类和特点、国内外资源分布、主要工业用途与产品的制造,以及硅藻土在造纸填料、涂料颜料、树脂控制剂、废水处理剂等方面的开发应用现状。指出充作者简介:孙德文先生,助理分利用我国丰富的优质硅藻土资源,拓展硅藻土在造纸领域的应用具有重要意义。工程师;主要从事造纸矿物颜关键词:硅藻土;理化特性;造纸料加工利用的研究工作。中图分类号:TS727文献标识码:A文章编号:0254-508X(2010

2、)08-0065-07DiatomaceousEarthsPhysico-chemicalPropertiesandApplicationinPapermaking＊SUNDe-wenSONGBao-xiang(ChinaNationalPulpandPaperResearchInstitute,Beijing,100020)(＊E-mail:sundewencad@126.com)Abstract:Thephysico-chemicalproperties,category,resourcedistribution,m

3、ajorindustrialutilizationandmanufactureofdiatomaceousearth,aswellasitsapplicationaspaperfiller,coatingpigment,specialtypaperfillerandcoatingpigment,resincontrolagents,wastewatertreatmentagentsareoverviewedinthispaper.Theauthorssuggesttakingadvantageoftheabundantdi

4、atomiteresourcestoexpanditsapplica-tioninpapermaking.Keywords:diatomaceousearth;physico-chemicalproperties;papermaking我国硅藻土资源丰富,但传统用途单一,主要局等),有时还含有白云石、云母、角门石、辉石、金限于助滤剂产品。近年相关行业为实现硅藻土资源的红石、锆石等。因而,常根据硅藻原土中的硅藻壳体有效合理利用,在特种纸张填料、制浆造纸树脂和黏和伴生矿物的比率及原土的化学组分(SiO2、Al2O3、性物控制剂

5、、废水处理剂方面已取得阶段性成果。充Fe2O3、CaO、MgO等)对硅藻土进行命名和分类。分利用硅藻土自身具有的功能特性拓展其在造纸领域杂质含量低的原土通常呈白色或灰白色,杂质含量较的应用,开发硅藻土造纸专用产品和应用技术对造纸高时呈浅黄、灰绿、灰褐或棕褐至黑色。硅藻土微粒工业和非金属矿加工业具有重要意义。的硬度为4.5～5.0,折射率为1.4～1.6。硅藻土的密度视杂质含量而定,纯净干燥的原土密度仅有1硅藻土的理化特性30.4～0.9g/cm,能浮于水面;固结成岩含杂质高3硅藻土的主要化学成分是SiO2,化学式SiO2·

6、的原土密度1.9～2.3g/cm;其堆积密度通常为3nH[1]0.2～0.8g/cm。硅藻土650℃时的烧失量一般在2O。硅藻土中的SiO2(非晶质硅)在结构和成10%以下,高烧失量的硅藻原土可高达30%;熔点分上与石英矿物和其他岩石矿物中的SiO2(晶质硅)为1650～1750℃。硅藻土易溶于强碱和氢氟酸,有本质区别,是含有与之紧密伴生的其他组分的一种NaOH可溶物40%～75%,HCl可溶物3.0%～6.0%。独特类型的氧化硅,称为硅藻质氧化硅。硅藻壳体有许多贯通的微孔,孔径7～160nm,孔体硅藻土主要由蛋白石及其变

7、种组成,不同于一般3积分布范围0.4～1.4cm/g,孔隙率65%～92%,成因的蛋白石,为硅藻蛋白石。它是由远古地球早期是少有的高孔隙率天然纳米微孔材料。硅藻土超微细的单细胞生物硅藻死亡以后的硅酸盐遗骸演变而成的化石产物,常含有黏土类矿物(高岭石、水云母、蒙脱石等)和碎屑类矿物(石英、长石、碳酸盐收稿日期:2010-03-31(修改稿)《中国造纸》2010年第29卷第8期·65·专题论坛孔的量比木炭还要多5000～6000倍,具有极强的吸亿t,占世界第一位,硅藻土生产集中在加利弗尼亚、附能力和释放负离子的特性。硅藻土平均

8、粒径内华达、俄勒冈及华盛顿等西部各州。其他国家220～60μm,具有较大的比表面积(19～65m/g),(俄罗斯、秘鲁、捷克、法国、墨西哥、丹麦、日本吸油率100%～150%,可吸收自身质量1.5～4.5倍等)大约有3亿t。在这些硅藻土资源中,可以不经的水。硅藻土表面被大量的硅羟基覆盖并有氢键存选矿直接