硅藻土脱色( 二 ) _生活百科

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硅藻土硅藻土的真密度为2～2.5g/mL，堆密度为0.3～0.5g/mL 。它的微孔尺寸因产品和製造方法而异。煅烧品的孔径较小，如3～8μm，助熔煅烧品的孔径较大，如11～16μm 。不同的硅藻土因为其孔径不同，对液体的渗透率有较大差别。渗透率是硅藻土性能的重要参数，单位为达西（Darcy）。煅烧品为0.03～0.35，助熔煅烧品为0.9～5.5 。前一类硅藻土主要用于处理低粘度的液体，后一类则用于高粘度的物料。硅藻土在国外的糖厂用得相当普遍，特别是糖浆等高粘度物料的过滤。将它加入于糖液中，或使过滤机在过滤糖液前先通过硅藻土与水的混合物，在滤布上形成硅藻土的“预涂层”，再过滤糖液，将溶液中的悬浮物阻留在硅藻土层之上。这些糖液的过滤如果不加硅藻土，常难以在过滤机中形成滤泥层。类型天然存在的矿物土，有不少种类具有吸附能力（或在经过化学处理活化以后）。如漂白土（亦称富勒氏土，fuller's earth）；蒙脱土（montmorillonite，亦称班脱土bentonite），商品常称为膨润土，或简称白土；以及凹凸棒土（简称凹土，attapulgite）等。中国亦有丰富的资源，并有多种产品供应。蒙脱土化学组成通式为：Al2(Si4O10）（OH)2·xH2O，或Al2O3.4SiO2·xH2O，其中（SiO2/Al2O3）比率约为4:1 。蒙脱土含SiO2（50%～70%）、Al2O3（15%～20%），还含有少量的铁、钙、镁、钠、钾的氧化物。不同产地的成份可有很大差别。蒙脱土的化学结构中有大量的孔隙，能吸附大量水分。天然的蒙脱土含水约50%～60%，在乾燥后内部形成大量孔隙，优良者可达其体积的60%～70%，比表面积约为120～140m2/g 。它具有良好的吸附性能，能吸附自身重量12%～15%的有机杂质。它还有较强的阳离子交换能力，这与它的化学成分有关。新开採的蒙脱土相当软，有塑性。呈白色，或带浅黄、浅红、绿、紫等色；是质地緻密的鳞片状微晶集合体。具蜡状或油脂光泽。将它经过分选、破碎、乾燥、磨粉和筛分等处理而成为产品。白土将蒙脱土用盐酸或硫酸处理，可使它活化而将它的吸附能力提高3～5倍。这种产品称为活性白土或酸性白土。将蒙脱土与水调和成浆状，在反应器中加入盐酸（HCl为土量的28%～30%）或硫酸，加热反应2～3小时，将土中的有机物和钙、镁、钠、钾等成分溶去，然后分离除去反应物中的残酸及溶解物，用水洗涤至接近中性（产品中的游离酸含量应小于0.2%），再乾燥至水分低于8%，粉碎至200目筛通过90%以上，即为活性白土。活性白土是白色或米色粉末或颗粒。主要成分是Al2O3.4SiO2.nH2O 。表观密度0.55～0.75g/cm3，相对密度2.3～2.5 。不溶于水，有油腻感。它的表面有很多不规则的孔穴，比表面积很大，具有良好的吸附性能，可除去动、植物油和矿物油中的不良气味和有色物质，它还有离子交换能力和选择吸附性。活性白土已广泛套用在食品、酿造和化学工业中，将各种油类和有机物脱色精製。活性白土的质量指标按其用途而分为几个级别。用于食用油加工的质量要求较高。凹凸棒土是一种以硅酸镁为主要成分、并含有铝、铁等元素的粘土矿，最早发现于美国的凹凸堡而得名。美国的产量较大，20世纪40年代已开始套用在石油化工等行业。中国江苏、安徽等省亦有矿藏和产品。它呈白色、浅灰色或浅褐色，带土状光泽，硬度2～3，密度2.05～2.3g/cm3，具有层链状的结构，单斜晶系，表面多沟槽，内部多孔道，有很大的表面积，可让阳离子、水分子和一定大小的有机物分子进入，可交换阳离子，并有较强的吸附脱色能力。国内曾有几个单位进行过初步试验，说明活性白土和凹凸棒土都对糖液有一定的脱色作用。由于这类物质的来源丰富、价格较低，而且某些品种（包括经过加工精製和活化的）有很好的脱色力，将它们套用于糖液的脱色精製是很值得进一步研究的。吸附性能硅藻土的首要功能是吸附除去溶液中的微细粒子，提高过滤速度和得到清晰的滤液。使用其他的土类吸附剂也有同样要求。Bennett曾研究多种这类固体吸附剂对蔗汁中悬浮微粒的作用，包括硅藻土、皂土、酸性白土，高岭土、富勒土、蒙脱土、Lanxite等矿物土以及普通木炭和酸洗木炭等。结果表明，有几种物体能吸附蔗汁中的悬浮微粒，又能交换吸附溶液中的钙离子，这两方面的性能具有正比例关係。一些实验结果示于下图。它的纵坐标为这些吸附剂吸附微粒的能力，以每克可吸附的微粒个数表示；横坐标表示它们对溶液中钙离子的离子交换容量。多种不同样本的试验结果说明了，这两个数值之间有很规律的比例关係。由此可知，这些吸附剂对悬浮微粒的吸附，是主要通过吸附钙离子起作用，其实质是钙离子在吸附剂与悬浮微粒之间起架桥作用，将它们连结起来。无疑，实现这种吸附作用需要形成大量的钙离子桥。根据上述实验数据算出，为吸附一个悬浮微粒，吸附剂所需的交换Ca2+ 容量为8×108个。不过，钙离子在微粒之间起架桥作用的只是其中的很小部分。他的研究还表明，一些原来吸附能力较差的吸附剂，如果用浓NaCl溶液浸一段时间再洗净，可明显提高它们吸附Ca2+的能力（因Na+置换了吸附剂中原来所含的一部分其他阳离子），此时它吸附蔗汁悬浮微粒的性能亦按比例提高，符合该图的规律。这种规律是应当重视的。因此，糖厂选用这类吸附剂（包括助滤剂），应选择对钙离子有较高的交换吸附性能者，或经过用盐水浸渍处理来提高它的性能。成因硅藻土矿床属硅质岩石生物化学沉积成因，是由硅藻类动物和其它生物的硅质骨骼部分的堆积和随之改造而成。中国硅藻土矿床大多形成于第三纪和第四纪，且与玄武岩密切共生。按形成条件，硅藻土矿床分为海相矿床和陆相湖泊沉积两种类型，中国绝大多数硅藻土矿属于后者。美国是硅藻土的最大生产国，产量近70万吨，其产量的64%用于过滤；丹麦是欧洲硅藻土的主要生产国，其主要产品是粘土质硅藻土，含30%的柔性粘土，煅烧后用于生产轻质保温板条和板。中国由于优质土很少，仅吉林长白一处，近年来硅藻土助滤剂工业发展很快，由70年代未两条简易生产线（生产能力1000吨左右）发展到70多条，生产能力10万吨左右；其中除云南、浙江嵊县採取物理—化学法将三级土提纯为一级土，内蒙化德县助滤剂厂用本地硅藻土做原料外，几乎都用长白硅藻土做原料，包括上海、宁波、成都等地厂家。而长白已与美国富力特公司合作，在建成两条1.5万吨助滤剂生产线基础上，又新建一条年产2万吨助滤剂生产线，预计中国对助滤剂的需求量将会进一步增长，随着人口的增长，工业建设的高速发展，对净水和饮用水的需求量就增多了，随之需要用更多的象硅藻土那样的廉价过滤材料来循环净化水液。由于燃料价格上涨。粘土质硅藻土砖和板在内的保温耐火材料将得到更大量的套用，特别是油井钻探水泥是一个发展中的市场。