專利名稱：高純生物二氧化硅產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用硅藻土制得的高純生物二氧化硅產(chǎn)品和其制備方法。更基體地說，本發(fā)明涉及一種高純生物1二氧化硅產(chǎn)品，這種產(chǎn)品具有只有硅藻土才具有的區(qū)別二氧化硅多孔和復雜結構，二氧化硅(即SiO2)含量特別高，密度低，從而使得該產(chǎn)品具有高的二氧化硅體積度。本發(fā)明也涉及可溶金屬含量特別低和/或亮度極高的改進型高純生物二氧化硅產(chǎn)品。發(fā)明背景整個申請中涉及的各種公開物，專利，和公開的專利申請作為引證材料引用；這些文獻的全部引證材料列在權利要求書前面的說明書的結尾部分。在本申請中提及的公開物，專利，和公開的專利說明書引入本文作為參考，旨在更充分地描述與本發(fā)明有關的現(xiàn)有技術的狀況。
本發(fā)明涉及純的硅藻土產(chǎn)品，這種產(chǎn)品保持了只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構(即具有復雜的和多孔的硅藻土結構)，并且極好地結合了特殊的物理和化學特性(例如高純、低密度、可溶性雜質(zhì)含量低、總雜質(zhì)含量低和亮度高)。由本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品所提供的特殊特性的極好結合(尤其是提高了效率并且經(jīng)濟實惠)是其它已知硅藻土產(chǎn)品所不能提供的。
目前硅藻土產(chǎn)品被廣泛地應用于各種領域中，包括(但不受其限制)分離、吸附、載體和多功能填料。近來發(fā)表的綜述文章(Breese，1994；Engh，1994)介紹了特別有用的有關的硅藻土特性和用途。本發(fā)明的純硅藻土產(chǎn)品具有只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構而且特純，因此，在許多應用領域中極大地提高了效率。
用硅藻土來制備硅藻土產(chǎn)品，其中硅藻土是以硅藻的硅藻細胞(即骨架或骨骼)形式存在的富含生物二氧化硅(即由活性有機體生成或產(chǎn)生的二氧化硅)沉積物。硅藻屬于硅藻綱類的顯微互異族單細胞的金藻綱，它們具有改變的和復雜結構的華麗的硅藻骨骼(即硅藻細胞)，所述結構由在生物硅藻中組合在一起更象丸藥盒的兩個瓣構成。硅藻細胞形態(tài)學的種類和基本分類已有很大的改變；已知的有差別的種類就至少在2000種以上。通過一系列的開孔向各個瓣的表面加標記，其開孔包含復雜的硅藻細胞的細微結構并且能區(qū)別單個物種的類型。盡管大部分硅藻細胞的大小落在10-150μm的范圍內(nèi)，但是典型的硅藻細胞的大小是在0.75-1000μm的范圍內(nèi)。這些硅藻細胞當在保持化學平衡的條件下保存時，能在很長的時間內(nèi)地保持大部分的復雜和多孔結構，而這種結構實際上是無損傷的在經(jīng)過長期的地質(zhì)學的時間后形成的。
硅藻的硅藻細胞的基本化學組成以及復雜和多孔結構使得硅藻土具有其它天然形式的二氧化硅所無法相比的極好的工業(yè)價值和多面性，例如過濾和作為填料使用。硅藻骨骼的細顆粒結構賦予了低密度和高表面積以及高的孔隙度和滲透性。
硅藻土產(chǎn)品可以用產(chǎn)生物理和化學特性差異的各種方法和多種資源制備。
在過濾領域中，許多的從流體中分離顆粒的方法中使用了硅藻土產(chǎn)品作為過濾助劑。只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構對物理捕集過濾過程中的顆粒是特別有效的。如果要改善含有懸浮顆?；蝾w粒物質(zhì)，或具有混濁度的流體的清澈度，那么通常的做法是使用硅藻土產(chǎn)品。
硅藻土產(chǎn)品常常被應用于隔膜中，以改善流體的清澈度和提高過濾過程中的流速，在該步驟中有時被稱為“預涂覆”。通常也將硅藻土直接加入到欲進行過濾的流體中，以降低隔膜處不希望有的顆粒的負荷，同時保持指定的液體流速，在該步驟中經(jīng)常被稱為“主體進料”。根據(jù)有關的顆粒分離，硅藻土產(chǎn)品可以在預涂覆，主體進料或兩種情況下使用。用硅藻土進行過濾的有關方法已有綜述(Kiefer，1991)在一些過濾應用中，為進一步改進或優(yōu)化過濾過程，將不同的硅藻土產(chǎn)品混合在一起使用。此外，有時將硅藻土產(chǎn)品與其它物質(zhì)結合使用。在某些情況下，這些結合可以包括簡單的混合，例如與纖維素、活性炭、粘土、或其它物質(zhì)混合。在其它情況下，這些結合是復合，其中硅藻土產(chǎn)品緊密地與其它成分混合，用來制備板材、墊片或濾筒。對這些硅藻土產(chǎn)品所進行的任何更進一步的改進是用于過濾或分離，包括例如表面處理和向硅藻土產(chǎn)品，混合物或其復合物中添加化學試劑。
在一些情況下，硅藻土產(chǎn)品在能大大增強流體的澄清度和純度的過濾期間也具有極好的吸附特性。這些吸附特性是很特殊的，并取決于硅藻土表面處吸附物種與弱電荷間弱的吸引力，或取決于硅藻土表面處經(jīng)常存在的硅醇(即≡Si-OH)官能基團的反應性。例如，離子化的硅醇基團(即≡Si-O-)可以與由溶液中酸性物質(zhì)例如檸檬酸(即C6H8O7)提供的水合氫離子(即H3O+)反應，于工藝中在表面上吸附貢獻的H+。
只有硅藻土產(chǎn)品才具有的二氧化硅的復雜和多孔結構也使得它們具有工業(yè)用途，以使聚合物具有防粘特性。硅藻土產(chǎn)品通常還用來改變油漆、搪瓷、大漆、和有關涂料和涂飾劑的外觀或特性。硅藻土產(chǎn)品除了在紙或纖維素承載的過濾器介質(zhì)中應用外，在工業(yè)中也用于紙加工，并且它們對于加工某些工業(yè)催化劑是必需的。硅藻土產(chǎn)品也用作色譜載體，并且特別適用于氣-液色譜方法。
在用硅藻土產(chǎn)品分離流體中的顆粒時，不管方式如何都必須使硅藻土產(chǎn)品與欲從其中分離出顆粒的流體接觸。硅藻土產(chǎn)品在作為聚合物、塑料、油漆、涂料和其它配方的成分時，也應使其與配方中的大多數(shù)其它成分接觸。由于這個原因，硅藻土產(chǎn)品的高二氧化硅純度和雜質(zhì)的低可溶性通常是最需要的特性。另外，用作過濾助劑的硅藻土產(chǎn)品的效率和用途還與過濾操作期間與流體接觸時的密度有關。在大多數(shù)情況下，更需要密度低的硅藻土產(chǎn)品。
本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品和其進一步改進的產(chǎn)品有許多其它的用途。由于硅藻土在應用過程中的效率很大程度上與存在的只有硅藻土才有的二氧化硅的多孔和復雜結構和高二氧化硅純度有關，所以本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品所具有的特征要比至今可能有的產(chǎn)品更為顯著。
本發(fā)明一方面提供一種具有復雜和多孔硅藻土結構的高純硅藻土產(chǎn)品，所述的產(chǎn)品選自以下的組二氧化硅體積度大于3.5的非煅燒產(chǎn)品；二氧化硅體積度大于3.6的煅燒產(chǎn)品；二氧化硅體積度大于3.3的助熔煅燒的產(chǎn)品。在優(yōu)選的實施方案中，非煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于95％(w/w)SiO2；煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)SiO2；和助熔煅燒的產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于92％(w/w)SiO2。在一個優(yōu)選的實施方案中，產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鋁含量低于10mgAl/kg產(chǎn)品。在另一個優(yōu)選的實施方案中，產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量低于7mgFe/kg產(chǎn)品。
本發(fā)明另一方面提供一種具有復雜和多孔硅藻土結構的高純非煅燒硅藻土產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于3.5。在一個優(yōu)選的實施方案中，非煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于95％(w/w)SiO2。在另一個優(yōu)選的實施方案中，非煅燒產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鋁含量低于10mgAl/kg產(chǎn)品。在另一個優(yōu)選的實施方案中，非煅燒產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量低于7mgFe/kg產(chǎn)品。在再一個優(yōu)選的實施方案中，產(chǎn)品具有的電阻率大于50kΩ-cm。
本發(fā)明再一方面提供一種具有復雜和多孔硅藻土結構的高純煅燒硅藻土產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于3.6。在一個優(yōu)選的實施方案中，煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)SiO2。在另一個優(yōu)選的實施方案中，煅燒產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鋁含量低于10mgAl/kg產(chǎn)品。在另一個優(yōu)選的實施方案中，煅燒產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量低于7mgFe/kg產(chǎn)品。在再一個優(yōu)選的實施方案中，煅燒產(chǎn)品具有的電阻率大于80kΩ-cm。在又一個優(yōu)選的實施方案中，煅燒產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于96％。
本發(fā)明又一方面提供一種具有復雜和多孔硅藻土結構的高純助熔煅燒的硅藻土產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于3.3。在一個優(yōu)選的實施方案中，助熔煅燒的產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于92％(w/w)SiO2。在另一個優(yōu)選的實施方案中，助熔煅燒的產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鋁含量低于10mgAl/kg產(chǎn)品。在另一個優(yōu)選的實施方案中，助熔煅燒的產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量低于7mgFe/kg產(chǎn)品。在再一個優(yōu)選的實施方案中，助熔煅燒的產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于95％。在又一個優(yōu)選的實施方案中，助熔煅燒的產(chǎn)品具有的總鈉(Na2O)量和總二氧化硅(SiO2)量的總和基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)。
本發(fā)明的其它方面提供具有復雜和多孔硅藻土結構的高純硅藻土產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于99％。附圖的簡要描述

圖1是各種二氧化硅產(chǎn)品的二氧化硅體積度的柱狀圖表的詳細數(shù)據(jù)，如表1，C部分。
圖2是實施例2的煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的掃描電子顯微鏡照片。實施本發(fā)明的方式A.高純生物二氧化硅產(chǎn)品本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品的二氧化硅含量極高。除了二氧化硅含量高以外，這些產(chǎn)品還保持了硅藻土所具有的復雜和多孔結構(即這些產(chǎn)品具有復雜和多孔的硅藻土結構)，這些特性在硅藻土產(chǎn)品的許多應用中是特別有效的。這些特性的極好結合尤其使進一步引起高二氧化硅體積度的所要求的低離心濕密度超過任何現(xiàn)有技術中已知的硅藻土產(chǎn)品。
本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品具有的密度低，而且具有低的雜質(zhì)溶解度，致使容量、流速、清澈度或限制應用的空間中單位重量的占有率增加，同時還明顯地降低了硅藻土產(chǎn)品中不需要的鋁、鐵、和其它元素對接觸材料的影響。因此，對于硅藻土的許多應用來說，本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品的純度得到提高，并且使用時更經(jīng)濟實惠，其提高程度基本上超出目前市場銷售的產(chǎn)品。
根據(jù)產(chǎn)品的制備方式，可按非煅燒、煅燒或助熔煅燒的形式方便地描述本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品。這種粗分類影響了所使用的制備方法，通過減輕出現(xiàn)聚結和燒結的程度來控制產(chǎn)品的滲透率，這通常對于有效應用高純硅藻土產(chǎn)品是重要的。
正如本文中使用的，術語“非煅燒產(chǎn)品”是指未進行煅燒或助熔煅燒的產(chǎn)品。正如本文中使用的，術語“煅燒產(chǎn)品”是指已經(jīng)進行煅燒的產(chǎn)品。在下面的方法中描述了典型的煅燒步驟和參數(shù)。正如本文中使用的，術語“助熔煅燒的產(chǎn)品”是指已經(jīng)進行助熔煅燒(即在助熔劑的存在下煅燒)的產(chǎn)品。在下面的方法中描述了典型的助熔劑。
下面詳細描述本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品以及那些已知的硅藻土產(chǎn)品的組成和特性。1.滲透率在將硅藻土產(chǎn)品用作過濾時，通常要對其進行處理以提供一定范圍的過濾速度，而過濾速度與其滲透率密切相關。用Darcies單位(通常縮寫成Da)表示的滲透率易于測定(歐洲Brewery協(xié)定，1987)，具體做法是采用一個特別設計構造的裝置在隔膜上將硅藻土的含水懸浮液制成濾餅，然后測定一定體積的水流過已知橫截面和測定厚度的濾餅所需的時間。其原理早期源于Darcy′s定律(Bear，1972)的多孔介質(zhì)，這樣就存在著另一種裝置和方法的組合，而其組合形式與滲透率密切相關。目前市場上銷售的硅藻土過濾助劑是滲透率范圍寬的山梨糖醇酯類，滲透率為約0.001-30Da。如何選擇適用于特定過濾工藝的具有特定滲透率的過濾助劑，將取決于流體的流速和欲用于特定用途的流體的澄清程度。
本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品具有的滲透光譜與目前市場上銷售的硅藻土過濾助劑提供的范圍相差不多。本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的滲透率小于約0.1Da(通常在約0.001-0.1Da的范圍內(nèi))。本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的滲透率在約0.05-1.5Da的范圍內(nèi)。本發(fā)明熔助煅燒的高純硅藻土產(chǎn)品的滲透率大于約1Da(通常在約1-50Da的范圍內(nèi))。2.鐵/鋁的溶解度大體積的傳統(tǒng)硅藻土產(chǎn)品被用來過濾諸如啤酒類的液體。經(jīng)過濾的啤酒被污染上金屬，例如鐵(即Fe，按Fe2+和/或Fe3+形式)或鋁(即Al，按Al3+形式)是至關重要的。因此，溶于啤酒中的硅藻土產(chǎn)品中鐵或鋁(例如可溶于啤酒的鐵，可溶于啤酒的鋁)的含量提供了有用的指示，用來表明由這些雜質(zhì)污染的程度。例如，在啤酒過濾中使用的大多數(shù)傳統(tǒng)的硅藻土過濾助劑具有的溶于啤酒的鐵含量約為7mgFe/kg產(chǎn)品至約50mgFe/kg產(chǎn)品，這要取決于所選擇的過濾助劑。
工業(yè)上已經(jīng)制定了用來確定硅藻土產(chǎn)品中的鐵在啤酒中的溶解度的可靠分析方法(American Society of Brewing Chemists，1987)。用于高純硅藻土產(chǎn)品的優(yōu)選分析方法包括使用1，10-菲咯啉(即對菲咯啉，C12H8N2)的校準比色法。如果測試試樣是非煅燒產(chǎn)品，那么應在110℃的空氣中干燥試樣至恒重，然后使其在空氣(即經(jīng)干燥的空氣)中冷卻至室溫。如果測試試樣是煅燒或熔助煅燒的產(chǎn)品，那么應在空氣中于室溫下干燥試樣至恒重。在室溫下將5g試樣加入到200ml的脫碳酸氣的啤酒中(在這種情況下是BUDWEISER，Anheuser-Busch注冊的商標)，并且渦流混合物間斷的經(jīng)過的時間為5分50秒。接著立即將該混合物轉移到裝有直徑為25cm過濾濾紙的漏斗中，從漏斗中排出第一個30秒內(nèi)收集的濾液。收集下一個150秒的濾液，用約25mg抗壞血酸(即C6H8O6)處理25ml濾液，使溶解的鐵離子還原成亞鐵(即Fe2+)狀態(tài)(由此得到“試樣提取液”)。加入1ml 0.3％(w/v)1，10-菲咯啉后出現(xiàn)顏色，30分鐘后將所得到的試樣溶液的吸收率與標準的校準曲線進行比較。校準曲線是用在啤酒中已知濃度的標準鐵溶液繪制的。未經(jīng)處理的濾液用作方法的空白實驗，以校正混濁度和顏色。采用分光光度計(在這種情況下采用Milton&Bradley Spectronic)測定505nm處的吸收率。
本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品具有的溶于啤酒中的鐵含量小于約7mgFe/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至7mgFe/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地小于約5mgFe/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至5mgFe/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))。定量極限(即檢測極限)約為2mgFe/kg產(chǎn)品。
確定硅藻土產(chǎn)品中的鋁在啤酒中的溶解度的優(yōu)選方法是使用感應耦合氬等離子體發(fā)射分光光度測定法(ICP)。按照用于啤酒的AmericanSociety of Brewing Chemists方法(如上述用于鐵的方法)制備試樣提取液，用2％(v/v)去離子水中的硝酸將其稀釋成濃度為20％(v/v)的啤酒。必須使稀釋液達最佳靈敏度，同時保持等離子體的穩(wěn)定性。采用能在160-800nm的多倍分光鏡下操作的Baird型PSX順序ICP分光光度計收集這里用于分析稀釋提取溶液的記錄數(shù)據(jù)。該儀器配備有抽空到8.5Pa(≈65毫乇)恒溫的0.75m改進型Czerny-Turner單色器(Acton研究公司，型號L-507)，并使用了石英穩(wěn)頻的振蕩器，射頻頻率為40.68MHz，通過施加反射功率低于0.5W的700W順流功率(用于這里的分析)在同心熔凝硅石火炬裝置處產(chǎn)生等離子體。焊接級液態(tài)氬被用于初級等離子體，并以近似46個相對單位(relative units)通過質(zhì)子流調(diào)節(jié)器(Emerson電子公司，Brooks儀表分公司型號5876)傳遞。當用Matheson轉子流量計進行測定時，用4.0個相對單位的氫氣清洗界面光學器件。采用正弦曲線板機理，用在160.000nm的光柵邊緣和415.859nm的初級標準氬發(fā)射波長處制定的絕對參比波長選擇波長。測定第一級396.152nm光譜線處的鋁。對該線預先評估由鈣，釩和錳干擾的光譜，而測定是不重要的。將試樣溶液的靈敏度與用一系列市售鋁標準參比溶液(Spex工業(yè)股份有限公司)的啤酒液制備的標準試樣進行對比。
本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品具有的溶于啤酒中的鋁含量小于約10mgAl/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至10mgAl/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地小于約8mgAl/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至8mgAl/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))。定量極限(即檢測極限)約為2mgAl/kg產(chǎn)品。3.電阻率由于硅藻土產(chǎn)品直接與欲過濾的流體接觸，或直接與配制的產(chǎn)品中的其它成分接觸，因此甚至通過測定10％(w/v)去離子水中的硅藻土產(chǎn)品的懸浮液的電阻率(即電阻系數(shù))來達到可溶離子的更一般測定。去離子水的導電性極差，所以引入可溶離子(即來自硅藻土產(chǎn)品的離子)后降低了純水的高電阻率。電阻率低的硅藻土產(chǎn)品當用去離子水制成漿料時有助于使最不希望的可溶離子溶入漿料中。在許多情況下，存在的某些可溶的元素周期表中第一主族的堿金屬一價離子(例如，鉀，K+，尤其是鈉，Na+)對高純硅藻土產(chǎn)品的實用性影響不大。但是，其它離子，通常是多價離子(例如，鐵，F(xiàn)e2+和/或Fe3+；和鋁，Al3+)對高純硅藻土產(chǎn)品的實用性影響很大。
采用電導池可以獲得本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品的電阻率。如果測試試樣是非煅燒產(chǎn)品，那么應在110℃的空氣中干燥試樣至恒重，然后使其在空氣(即經(jīng)干燥的空氣)中冷卻至室溫。如果測試試樣是煅燒或熔助煅燒的產(chǎn)品，那么應在空氣中于室溫下干燥試樣至恒重。將10g試樣加入到250ml盛有100ml蒸餾水或去離子水的燒杯中，水的最小電阻率為1MΩ-cm(即10％w/v)。渦流混合物15秒，充分懸浮漿料，然后使之沉降。15分鐘后再次渦流混合物，并使其沉降時間不超過1小時。向電池管中輕輕倒入上清液，并使電導池(Cole Parmer EC儀，型號1481-61)浸在液體中。上下移動電池幾次，以排出電池中捕集的任何氣泡，并采用裝在儀器內(nèi)的電導測定電橋測定電阻率。用已知電阻率的溶液校準電導池(得到電池校準常數(shù))。由測定的電阻率和校準常數(shù)確定正確的電阻率。
本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的電阻率大于約50kΩ-cm(通常在約50kΩ-cm至約250kΩ-cm的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地大于約60kΩ-cm(通常在約60kΩ-cm至250kΩ-cm的范圍內(nèi))。本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的電阻率大于約80kΩ-cm(通常在約80kΩ-cm至約500kΩ-cm的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地大于約130kΩ-cm(通常在約130kΩ-cm至500kΩ-cm的范圍內(nèi))。4.反射亮度在多種情況下，尤其是在用作填料使用時，如果硅藻土產(chǎn)品具有高的反射亮度，那么它將具有更大的實用性。確定反射亮度的優(yōu)選方法包括測定產(chǎn)品平滑表面上反射藍光的量，測定是采用提供照明光源的特種儀器，藍色過濾器和檢測器(Photovolt亮度測定儀，型號575)進行的。在打開照明燈并穩(wěn)定發(fā)射功率后，用已知藍光反射率的標準板校準所述儀器。如果測試試樣是非煅燒產(chǎn)品，那么應在110℃的空氣中干燥試樣至恒重，然后使其在空氣(即經(jīng)干燥的空氣)中冷卻至室溫。如果測試試樣是煅燒或熔助煅燒的產(chǎn)品，那么應在空氣中于室溫下干燥試樣至恒重。使抽空的塑性板裝有稍微過滿的試樣，然后用表面光滑的板反復壓制。通過滑動小心地移去表面光滑的板，以確保表面平滑，無損。隨后將試樣放置在儀器的試樣部分，在試樣部分應有的位置上配有藍色過濾器。接著直接從儀器上讀出測定的反射率。也可以用其它的儀器，例如由Hunter或CIE(Commission Internationalede I′Eclairage)銷售的那些儀器測定的亮度來計算藍光反射率。
本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的反射亮度高于約96％(通常在約96％至100％的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地高于約98％(通常在約98％至100％的范圍內(nèi))，尤其優(yōu)選地高于約99％(通常在約99％至100％的范圍內(nèi))。本發(fā)明熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的反射亮度高于約95％(通常在約95％至100％的范圍內(nèi))，更優(yōu)選地高于約97％(通常在約97％至100％的范圍內(nèi))，尤其優(yōu)選地高于約99％(通常在約99％至100％的范圍內(nèi))。5.總二氧化硅/鐵/鋁/鈉含量盡管硅藻土的二氧化硅主要是類似于礦物蛋白石的非晶形，但是有時是以結晶石英粉或砂子的形式存在，雖然它們也是由二氧化硅構成的，可是它們不具有與硅藻土或硅藻土產(chǎn)品有關的復雜和多孔結構。在進行煅燒或熔助煅燒時，可以制備其中的硅藻土顆粒燒結在一起形成大聚集顆粒的產(chǎn)品，由此改變硅藻土產(chǎn)品的某些特性。甚至在急劇的煅燒后，盡管非晶形的水合二氧化硅轉變成非晶形的無水二氧化硅，但是大部分的硅藻土產(chǎn)品仍保持了其復雜和多孔結構，同時在該煅燒過程中還可以形成隱晶方英石或隱晶石英。
可以通過用X射線熒光光譜測定法來很精確地確定總二氧化硅含量。該技術也可用來確定其它元素例如鋁、鐵和鈉的含量。
在優(yōu)選的用來確定本發(fā)明高純產(chǎn)品元素總含量的“熔融四硼酸鹽基體”的X射線熒光法中，用7.7g四硼酸鋰(即Li2B407)熔融2g硅藻土試樣(在950℃的空氣中焙燒1小時后)，并將熔融物澆鑄成40mm的扣狀物(button)。在Philips PW1600同步的X射線熒光分光計上分析該扣狀物。用多于40種的參照材料校準該體系，大部分材料列在Govindaraju(1989)中。主要元素例如硅、鋁、鐵或鈉的計數(shù)時間是60秒，各種元素通過自己的固定通道測定。通過上述的焙燒得出燒失量數(shù)據(jù)。為了調(diào)節(jié)二氧化硅結構內(nèi)水合作用的自然損失，全部實施例的總硅、鋁、鐵和鈉含量是按其各最高氧化物(即SiO2、Al2O3、Fe2O3和Na2O)的灼燒后重量為基的。正如本文中使用的，術語“基于灼燒后的重量計”是指在分析前通過在950℃的空氣中焙燒1小時來預處理試樣。
在另一種用來確定元素總合量的“壓制粘合劑基體”X射線熒光方法中，將3g硅藻土試樣(在950℃的空氣中焙燒1小時后)加入到0.75gSPECTROBLEND(注冊商標，Chemplex)粘合劑中。在碳化鎢混合管形瓶中用沖擊球搖動5分鐘研磨混合物。然后將得到的混合物在31mm模中壓制到24000磅/英寸2(165MPa)，形成丸粒。接著用在基本參數(shù)下運行的Spectrace6000能量分散X射線熒光分光計確定化學組成，其中的熒光分光計用與試樣的相同方法制備的6種標準硅藻土校準。儀器使用了用電子學方法冷卻的Li(Si)檢測器和50kV銠靶X射線源，并被成形，從而在約50％的死時間內(nèi)引起試樣激發(fā)。通過與單個元素的參比光譜相比的線形分析來分析光譜的峰強度。特別地，用于硅、鋁和鐵測定的Kα峰強度分別與1.740keV、1.487keV和6.403keV的能量對應。然后通過峰強度和合適的數(shù)據(jù)將用于硅藻土標準的峰強度轉變成純的元素計數(shù)速度，所述的計數(shù)速度是用來確定試樣中元素含量的。該方法達到了這樣的結果，即與用于除鈉外所有元素的上述方法相比，而該方法的相對誤差要比熔融四硼酸鹽基體方法大很多。
本發(fā)明的非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的總二氧化硅含量大于約95％(w/w)SiO2(通常在約95％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于約97％(w/w)SiO2(通常在約97％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；更優(yōu)選地大于98％(w/w)SiO2(通常在約98％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；尤為優(yōu)選地大于約99％(w/w)SiO2(通常在約99％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；基于灼燒后的重量計。
本發(fā)明的煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的總二氧化硅含量大于約98％(w/w)SiO2(通常在約98％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于約99％(w/w)SiO2(通常在約99％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；基于灼燒后的重量計。
本發(fā)明的熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的總二氧化硅含量大于約92％(w/w)SiO2(通常在約92％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于約94％(w/w)SiO2(通常在約94％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；更優(yōu)選地大于96％(w/w)SiO2(通常在約96％至約99.9％(w/w)SiO2范圍內(nèi))；基于灼燒后的重量計。
本發(fā)明非煅燒、煅燒和熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的總鐵含量小于約0.3％(w/w)(按Fe2O3計)(通常在約0.005至0.3％(w/w)Fe2O3范圍內(nèi))，優(yōu)選地小于約0.2％(w/w)Fe2O3(通常在約0.005至0.2％(w/w)Fe2O3范圍內(nèi))，基于灼燒后的重量計。
本發(fā)明非煅燒、煅燒和熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的總鋁含量小于約0.5％(w/w)(按Al2O3計)(通常在約0.01至0.5％(w/w)Al2O3范圍內(nèi))，優(yōu)選地小于約0.4％(w/w)Al2O3(通常在約0.01至0.4％(w/w)Al2O3范圍內(nèi))，基于灼燒后的重量計。6.濕密度通過測定硅藻土產(chǎn)品的離心濕密度或沉降濕密度或等量測定其填充密度可以得到標記所述硅藻土產(chǎn)品保持只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構的程度，原因是密度的大小受到可實現(xiàn)的填充排列的限制。濕密度是一個關鍵參數(shù)，這是因為它反映過濾過程中可用來夾帶顆粒物質(zhì)的空隙率；它是確定過濾效率的最重要的標準之一。硅藻土產(chǎn)品的濕密度越低，所具有的空隙率越大，因此過濾效果越好。
在液體介質(zhì)中比在氣體介質(zhì)中更可重復使用適宜測定硅藻土粉末填充密度的方法。用來測定本發(fā)明高純產(chǎn)品填充密度的優(yōu)選方法是采用離心濕密度的測定方法。如果測試試樣是非煅燒產(chǎn)品，那么應在110℃的空氣中干燥試樣至恒重，然后使其在空氣(即經(jīng)干燥的空氣)中冷卻至室溫。如果測試試樣是煅燒或熔助煅燒的產(chǎn)品，那么應在空氣中于室溫下干燥試樣至恒重。將已知重量為0.50-1.00g的試樣加入到校準的14ml離心管中，向該管中加入去離子水至體積約為10ml。充分搖動混合物直到所有的試樣均被濕潤并且沒有干粉存在。環(huán)繞離心管的頂部加入另外的去離子水，沖洗掉搖動時粘附到管壁上的任何混合物。當加入的是煅燒或熔助煅燒產(chǎn)品時，以2700rpm的離心速度離心該管(Beckman AccuSpin)3分鐘；當加入的是非煅燒產(chǎn)品(例如已經(jīng)被干燥)時，以2700rpm的離心速度離心該管6分鐘。在離心后，小心地移出管，以不干擾其中的固體為宜，測定沉降物質(zhì)的量(即體積)，接近0.05ml管刻度的一半。通過用測定體積除試樣重量容易計算出已知重量粉末的離心濕密度。典型情況下，離心濕密度的單位用lb/ft3或g/cm3表示；這種單位的轉化因子為1lb/ft3～0.01602g/cm3。
本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的離心濕密度小于約0.28g/cm3(通常在0.15至約0.28g/cm3的范圍內(nèi))；優(yōu)選地小于約0.27g/cm3(通常在0.15至約0.27g/cm3的范圍內(nèi))。
本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的離心濕密度小于約0.28g/cm3(通常在0.10至約0.28g/cm3的范圍內(nèi))；優(yōu)選地小于約0.25g/cm3(通常在0.10至約0.25g/cm3的范圍內(nèi))；更優(yōu)選地小于約0.23g/cm3(通常在0.10至約0.23g/cm3的范圍內(nèi))；尤為優(yōu)選地小于約0.21g/cm3(通常在0.10至約0.21g/cm3的范圍內(nèi))。
本發(fā)明熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的離心濕密度小于約0.29g/cm3(通常在0.10至約0.29g/cm3的范圍內(nèi))；優(yōu)選地小于約0.25g/cm3(通常在0.10至約0.25g/cm3的范圍內(nèi))；更優(yōu)選地小于約0.23g/cm3(通常在0.10至約0.23g/cm3的范圍內(nèi))；尤為優(yōu)選地小于約0.21g/cm3(通常在0.10至約0.21g/cm3的范圍內(nèi))7.二氧化硅體積度在理想情況下，要求更高純的硅藻土產(chǎn)品具有高的總二氧化硅含量和低的離心濕密度。與純度低的硅藻土產(chǎn)品相比，這些特性的結合經(jīng)常成為判斷純化產(chǎn)品實用性的標準。對不純的硅藻土來說，由于雜質(zhì)占有其多孔和復雜結構，因此要求具有高的離心濕密度。為了給這種特性的結合進行定量，二氧化硅具有的體積度的定義如下二氧化硅體積度＝二氧化硅成分含量/離心濕密度，式中二氧化硅成分含量是用100去除按灼燒后計的SiO2重量百分數(shù)計算出來的，離心濕密度的單位用克/厘米3(即g/cm3)表示。例如，對于測定的總二氧化硅含量為99.1％(w/w)SiO2和離心濕密度為0.27g/cm3的試樣而言，得到的二氧化硅體積度為0.991/0.27＝3.7。由公式中易于看出，二氧化硅的體積度越大，產(chǎn)品的硅藻土純度越高。
這個簡單的公式說明了總二氧化硅含量和填充密度對二氧化硅體積度的影響。甚至總二氧化硅含量或離心濕密度的小的改變將引起二氧化硅體積度明顯的改變，因此，二氧化硅體積度是表征硅藻土產(chǎn)品純度的最高判斷標準。
本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的二氧化硅體積度大于約3.5(通常在3.5-7的范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于3.6(通常在3.6-7的范圍內(nèi))；更優(yōu)選地大于約3.7(通常在3.7-7的范圍內(nèi))。
本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的二氧化硅體積度大于約3.6(通常在3.6-10的范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于3.8(通常在3.8-10的范圍內(nèi))；更優(yōu)選地大于約4.0(通常在4.0-10的范圍內(nèi))；尤其優(yōu)選地大于約4.7(通常在4.7-10的范圍內(nèi))。
本發(fā)明熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的二氧化硅體積度大于約3.3(通常在3.3-10的范圍內(nèi))；優(yōu)選地大于3.5(通常在3.5-10的范圍內(nèi))；更優(yōu)選地大于約3.6(通常在3.6-10的范圍內(nèi))；尤其優(yōu)選地大于約4.0(通常在4.0-10的范圍內(nèi))；最優(yōu)選地大于約5.0(通常在5.0-10的范圍內(nèi))；進一步優(yōu)選地大于6.0(通常在6.0-10的范圍內(nèi))。8.本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于約3.5(通常在3.5-7的范圍內(nèi))。更優(yōu)選地，產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于約95％(w/w)SiO2(通常在約95-99.9％(w/w)SiO2的范圍內(nèi))，因此，具有的離心濕密度小于約0.28g/cm3(通常在約0.15-0.28g/cm3的范圍內(nèi))。產(chǎn)品保持了只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構，具有的滲透率典型地小于0.1Da(通常在約0.001-0.1Da的范圍內(nèi))。更優(yōu)選地，產(chǎn)品的總鐵含量基于灼燒后的重量計小于0.3％(w/w)Fe2O3(通常在約0.005-0.3％(w/w)Fe2O3范圍內(nèi))，總鋁含量基于灼燒后的重量計小于0.5％(w/w)Al2O3(通常在約0.01-0.5％(w/w)Al2O3范圍內(nèi))。就溶解度而論，產(chǎn)品具有的電阻率最好大于50kΩ-cm(通常在約50-250kΩ-cm的范圍內(nèi))；可溶于啤酒的鐵含量小于7mg Fe/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至7mg Fe/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))；可溶于啤酒的鋁含量小于約10mgAl/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至10mgAl/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))。
本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于約3.6(通常在3.6-10的范圍內(nèi))。更優(yōu)選地，產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于約98％(w/w)SiO2(通常在約98-99.9％(w/w)SiO2的范圍內(nèi))，因此，具有的離心濕密度小于約0.27g/cm3(通常在約0.10-0.27g/cm3的范圍內(nèi))。產(chǎn)品保持了只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構，具有的滲透率在約0.05-1.5Da的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，產(chǎn)品的總鐵含量基于灼燒后的重量計小于0.3％(w/w)Fe2O3(通常在約0.005-0.3％(w/w)Fe2O3范圍內(nèi))，總鋁含量基于灼燒后的重量計小于0.5％(w/w)Al2O3(通常在約0.01-0.5％(w/w)Al2O3范圍內(nèi))。就溶解度而論，產(chǎn)品具有的電阻率最好大于80kΩ-cm(通常在約80-250kΩ-cm的范圍內(nèi))；可溶于啤酒的鐵含量小于7mg/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至7mgFe/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))；可溶于啤酒的鋁含量小于約10mgAl/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至10mgAl/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))。產(chǎn)品反射藍光的亮度優(yōu)選大于96％。
本發(fā)明熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品具有的二氧化硅體積度大于約3.3(通常在3.3-10的范圍內(nèi))。更優(yōu)選地，產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于約92％(w/w)SiO2(通常在約92-98％(w/w)SiO2的范圍內(nèi))，因此，具有的離心濕密度小于約0.29g/cm3(通常在約0.10-0.29g/cm3的范圍內(nèi))。產(chǎn)品保持了只有硅藻土才具有的復雜和多孔結構，具有的滲透率大于約1Da(通常在約1-50Da的范圍內(nèi))。更優(yōu)選地，產(chǎn)品的總鐵含量基于灼燒后的重量計小于0.3％(w/w)Fe2O3(通常在約0.005-0.3％(w/w)Fe2O3范圍內(nèi))，總鋁含量基于灼燒后的重量計小于0.5％(w/w)Al2O3(通常在約0.01-0.5％(w/w)Al2O3范圍內(nèi))。就溶解度而論，產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量小于7mg/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至7mgFe/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))；可溶于啤酒的鋁含量小于約10mgAl/kg產(chǎn)品(通常在約定量極限至10mgAl/kg產(chǎn)品的范圍內(nèi))。產(chǎn)品反射藍光的亮度優(yōu)選大于95％。9.本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品與已知硅藻土產(chǎn)品的比較人們總是盡最大可能地將低品質(zhì)硅藻土改善成高品質(zhì)礦石，使制成的硅藻土產(chǎn)品的總體質(zhì)量基本上與用天然優(yōu)質(zhì)礦石制成的市售產(chǎn)品等效。實例包括Norman和Ralston(1940)、Bartuska和Kalina(1968a，1968b)、Visman和Picard(1972)、Tarhanic和Kortisova(1979)、Xiao(1987)、Li(1989)、Liang(1990)、Zhong等人(1991)、Brozek等人(1992)、Wang(1992)、Cai等人(1992)和Videnov等人(1993)所做的工作。這些人經(jīng)努力研究制成的產(chǎn)品中沒有一項專門結合了本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品的特性。
許多有關的幾種硅藻土產(chǎn)品在制備時意在改進其單一特性，原因是這些產(chǎn)品的目的是獲得獨特性。例如Thomson和Barr(1907)、Barr(1907)、Vereingte(1913，1928)、Koech(1927)、Swallen(1950)、Suzuki和Tomizawa(1971)、Bradley和McAdam(1979)、Nielsen和Vogelsang(1979)、Heyse和Feigl(1980)和Mitsui等人(1989)研制的產(chǎn)品的目的主要集中在降低總鐵含量或單個可溶性鐵含量，而對于改進其它的突出特性在必要時僅略有報道。由Baly(1939)研制的硅藻土產(chǎn)品的有機物質(zhì)含量低，而由Codolini(1953)、Pesce(1955，1959)、Martin和Goodbue(1968)和Munn(1970)研制的硅藻土產(chǎn)品具有較高的亮度，但是未報道對其它特性的改進。
在某些情況下，人們對所制備的硅藻土產(chǎn)品的一個以上的特性進行了改進并且有這方面的報道。由Enzinger(1901)研制的硅藻土產(chǎn)品同時降低了常規(guī)溶解度。由Bregar(1955)、Cruder等人(1958)和Nishamura(1958)研制的硅藻土產(chǎn)品具有光亮度，同時總鐵含量較低。由Smith(1991a，b，c；1992a，b，c；1993；1994a，b)研制的產(chǎn)品改進了熔助煅燒的硅藻土產(chǎn)品中多價離子的可溶性。在所有這些情況下，其它重要的特性未見報道。
由Schuetz(1935)研制的產(chǎn)品具有較高的總二氧化硅含量(94.6％SiO2)和總鐵含量(0.5％Fe2O3)，但是產(chǎn)品的總鋁含量仍為2.5％Al2O3。盡管由Filho和Marizda Veiga(1980)制成的產(chǎn)品具有低的總鋁含量(0.28％Al2O3)和總鐵含量(0.31％Fe2O3)，但是總二氧化硅含量僅為92.6％SiO2并且產(chǎn)品的燒失量為1.3％，表明硅藻土產(chǎn)品仍是不純的。
由Marcus和Creanga(1965)和Marcus(1967)研制的產(chǎn)品具有令人感興趣的特性，包括總二氧化硅含量高達98.5％SiO2，總鐵含量低至0.06％Fe2O3，和總鋁含量低至0.36％Al2O3，該產(chǎn)品是用二氧化硅組成為約65％硅藻土，30％石英和5％化合硅酸鹽的混合物作為原料制成的。產(chǎn)品中保留的結晶石英的實際濃度未曾報道，但是在總二氧化硅的含量中包含有任何殘余的結晶石英，因此部分地削弱了產(chǎn)品由復雜和多孔結構的硅藻土提供的全部優(yōu)點。報道的濕密度高的產(chǎn)品(不低于0.43g/cm3)被證實總二氧化硅含量的絕大部分不是硅藻土。用該產(chǎn)品計算的二氧化硅體積度的最大值為2.3，清楚地表明硅藻土的實用性小，質(zhì)量差。事實上，由于這些產(chǎn)品的密度明顯地大于市售的硅藻土產(chǎn)品，因此，它們常常不引人注意或完全不適宜在硅藻土產(chǎn)品的基本應用中使用。另外，Marcus和Creanga(1965)和Marcus(1967)未報道對于硅藻土的應用來說是至關重要的殘余鋁含量和鐵含量。B.制備高純生物二氧化硅產(chǎn)品的方法1.制備非煅燒產(chǎn)品的方法本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品可以采用以下順序的工藝步驟制備，制備順序如下(i)研磨，(ii)旋液分離，(iii)浮選和任選地(iv)瀝濾。也可采用其后的例如制備煅燒或熔助煅燒的工藝步驟。
在典型的方法中，將硅藻土原礦粗破碎成能通過研磨進一步磨細到通過粗篩眼的顆粒大小。向該礦石中加入水，使混合物進行濕研磨，得到均勻的能通過細篩眼的顆粒漿料。將該漿料輸入到旋液分離器中，在該分離器中產(chǎn)生由更小的中值顆粒大小組成的顆粒溢流，有效地從硅藻土(進入旋液分離器的溢流)中分離出重質(zhì)無機污染物(進入旋液分離器的底流)。用逆流浮選法處理旋液分離器的溢流，其中的污染物在起泡時在選擇條件(例如pH，固含量等)下被濃縮，在該過程中已經(jīng)加入了浮選促集劑(例如脂肪胺)以提高濃度并除去雜質(zhì)，同時分離和回收富含硅藻土的部分。為了提高純度，在適當?shù)慕橘|(zhì)中和特定條件(例如酸處理)下瀝濾富含硅藻土的部分，以進一步除去污染殘余物，并用去離子水充分漂洗。此時，高純硅藻土產(chǎn)品呈無水，固結和干燥狀態(tài)。
在下面的實施例1中詳述了用來制備本發(fā)明非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的優(yōu)選方法和所制成的產(chǎn)品的特性。2.制備煅燒產(chǎn)品的方法可將本發(fā)明的非煅燒高純硅藻土產(chǎn)品進行煅燒，進一步提純制得煅燒產(chǎn)品。通常要選擇煅燒條件和方法，使之達到要求的產(chǎn)生特定產(chǎn)品流速的燒結和附聚硅藻土顆粒的程度。煅燒是在一定的溫度范圍內(nèi)進行，當然，要在大氣壓下在110℃以上的溫度下干燥，通常是在約300-1300℃的溫度下保持適當?shù)臅r間，一般在2分鐘至120分鐘的范圍內(nèi)，這要取決于煅燒所使用的設備。盡管煅燒可在其它氣氛下進行，但是通常是在空氣或富氧空氣(即O2)或富燃燒氣體例如一氧化碳(即CO)和二氧化碳(CO2)的空氣中進行?？捎渺o態(tài)裝置例如采用隔煙爐、隧道式窯或包封窯進行煅燒，也可用動態(tài)裝置例如回轉窯或流化床裝置進行煅燒。煅燒是制備硅藻土過濾助劑最為靈活的方法，所述的過濾助劑具有各種流速滲透率，通常在0.05-1.5Da的范圍內(nèi)。
在下面的實施例2中詳述了用來制備本發(fā)明煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的優(yōu)選方法和所制成的產(chǎn)品的特性。3.制備熔助煅燒產(chǎn)品的方法通過在助熔劑的存在下進行煅燒可進一步提純和附聚非煅燒的高純硅藻土產(chǎn)品，制得熔助煅燒產(chǎn)品。如上描述的煅燒條件和方法也適用于熔助煅燒。一般來說，在煅燒期間存在的助熔劑降低硅藻土顆粒發(fā)生燒結和附聚的溫度，由此形成大的附聚體，并增加了過濾助劑的滲透率范圍，高達50Da。合適的助熔劑包括元素周期表中第一主族的堿金屬鹽，尤其是由鈉(即Na)產(chǎn)生的那些鹽。在實際使用中最有用的助熔劑的實例是碳酸鈉(即蘇打灰；Na2CO3)，氫氧化鈉(即NaOH)和氯化鈉(即NaCl)。
在下面的實施例3中詳述用來制備本發(fā)明熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品的優(yōu)選方法和所制成的產(chǎn)品的特性。4.產(chǎn)品的進一步改進也有可能進一步改進高純硅藻土產(chǎn)品。例如進一步處理高純產(chǎn)品，以增強高純產(chǎn)品的一種或多種特性(例如雜質(zhì)溶解度、總二氧化硅含量、離心濕密度或亮度)，或得到具有特殊用途的新型產(chǎn)品。a.酸洗將上述非煅燒，煅燒或熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品用酸性物質(zhì)洗滌，接著用去離子水漂洗除去剩余的酸，隨后干燥可以制備另一類產(chǎn)品。適宜的酸包括無機酸例如硫酸(即H2SO4)、鹽酸(即HCl)、磷酸(即H3PO4)或硝酸(即HNO3)以及有機酸例如檸檬酸(即C6H8O7)或乙酸(即CH3COOH)。b.表面處理通過表面處理上述非煅燒，煅燒或熔助煅燒高純硅藻土產(chǎn)品可以制備另一類產(chǎn)品。例如，可通過諸如硅烷化改性表面，使表面更疏水或更親水。
例如將高純硅藻土產(chǎn)品裝在塑料容器中，向容器中加入少量的二甲基二氯硅烷(即SiCl2(CH3)2)或六甲基二硅氮烷(即(CH3)3Si-NH-Si(CH3)3)。使反應在表面上在氣相中進行24小時，得到更具有疏水性的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品被用在色譜法使用的組分中，當與其它的用來改性機械特性的疏水物質(zhì)結合起來使用時也可在包括烴和油的應用中使用。
類似地，例如通過將高純硅藻土產(chǎn)品懸浮在含有10％(w/v)的氨丙基三乙氧基硅烷(即C9H23NO3Si)的水溶液中可使其進行反應，在70℃下回流3小時，過濾混合物，干燥剩下的固體得到更具有親水性的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品被用在色譜法使用的組分中，當與用來改性機械特性的含水體系結合起來使用時，可以進一步衍生產(chǎn)品，使高純硅藻土產(chǎn)品表面上的末端羥基(即-OH)官能基團轉變成氨丙基(即-(CH2)3NH2)。c.有機衍生作用可進一步使改進親水性(例如硅烷化的)的高純硅藻土產(chǎn)品反應，以結合有機化合物例如蛋白質(zhì)；從而硅藻土產(chǎn)品起固定有機化合物的載體的作用。這樣改性的產(chǎn)品在諸如親合色譜法和生物化學純化法的應用中具有實用性。
現(xiàn)有技術中已經(jīng)描述了許多用來衍生硅藻土產(chǎn)品所固有的其它反應(Hermanson，1992)。但是，本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品的衍生作用(提供特性例如高純和低密度的極好結合)使得改性的產(chǎn)品實質(zhì)上具有顯著的功效。
很顯然，正如前面所述的，對本發(fā)明進行的許多其它改進和改變將不脫離本發(fā)明的精神和范圍，因此對其所進行的這類限定僅示于隨后所附的權利要求中。C.使用高純生物二氧化硅產(chǎn)品的方法本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品和其進一步的改進產(chǎn)品在加工、處理或制備其它材料時是有用的。
在過濾時，本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品和其進一步的改進產(chǎn)品可以形成一個隔膜，以提高清澈度并增加過濾過程中的流速，或者在過濾時直接加入到流體中以減少隔膜處不希望有的顆粒的負荷。在過濾期間還可將所述產(chǎn)品與其它介質(zhì)例如纖維素、活性炭、粘土或其它物質(zhì)結合起來使用。還可用該產(chǎn)品制備復合材料，直接將該產(chǎn)品與其它成分混合制成板材、墊片或濾筒。通過特定的用途來確定適當?shù)倪x擇性，其中優(yōu)選的是改進型高純硅藻土產(chǎn)品。例如，在要求清澈度特別高而允許流速緩慢的過濾工藝中，優(yōu)選使用非煅燒或煅燒的高純硅藻土產(chǎn)品。另外，在要求流速快而對清澈度要求不高的的過濾工藝中，優(yōu)選使用熔助煅燒的高純硅藻土產(chǎn)品。當將高純硅藻土產(chǎn)品與其它物質(zhì)結合起來使用或制成含有該產(chǎn)品的復合材料時，可以類似地推理出它們的用途。通過欲使用的特定工藝方法可同樣地確定所使用的產(chǎn)品的用量。
使用高純硅藻土產(chǎn)品作為功能性填料例如作為油漆和涂料或聚合物中的填料通常是通過將它們以所要達到的效果以所需的濃度直接加入到配方中得以實現(xiàn)的。在油漆和涂料中產(chǎn)品的平光特性以及在聚合物中產(chǎn)品的防粘特性是由硅藻土的多孔和復雜結構具有的不規(guī)則表面產(chǎn)生的。
當這些特性進一步改進了過濾或功能性填料的性能時，由于在特定的應用中它們與其它的物質(zhì)或成分具有更大的相溶性，因此要求有硅烷化的疏水或親水產(chǎn)品。通過硅烷化的另一種表面特性對色譜應用來說是很關鍵的，原因是這些特性對特定體系的色譜分離的效果有很大的影響。例如，色譜載體上的疏水表面降低了載體的表面活性并且當用來分析確定許多有機化合物例如農(nóng)藥時很大程度上降低了譜尾。
還可將所述產(chǎn)品用來進一步進行有機衍生，例如將蛋白質(zhì)偶合到氨基硅烷化的載體上。例如已經(jīng)將蛋白質(zhì)A(一種由細菌源產(chǎn)生的多肽)偶合到在免疫疾病臨床治療中使用的氨基硅烷化的硅藻土基載體上(Jones，1992)。
本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品和其進一步的改進產(chǎn)品在許多其它應用中也是有用的。D.實施例下面的實施例描述了本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品和其制備方法，所給的實施例只是為了說明而不是對其進行限制。實施例1高純生物二氧化硅產(chǎn)品(非煅燒)破碎硅藻土原礦并錘式研磨使其通過12目篩(即孔的大小約為1.82mm)，加入水制成漿體密度為20-23％固體的漿料，然后將其磨碎到通過100目篩(即孔的大小約為174μm)。用水稀釋漿料至8-10％固體，并將該漿料輸入到1英寸(25cm)在50-60磅/英寸2(345-414kPa)壓力下操作的旋液分離器中。得到含有中值顆粒大小為10-12μm顆粒的溢流部分。在添加之前將等體積的三戊基胺(即N(C5H11)3)溶解在乙酸(即CH3COOH)中制備浮選促集劑。在預處理步驟中，用硫酸(即H2SO4)調(diào)節(jié)硅藻土溢流的pH值至3-5的范圍內(nèi)，加入足夠量的三戊基胺溶液以提供360-390g三戊基胺/1000kg固體。然后按兩步法即粗制步驟和清除步驟進行機械浮選。將從第二個清除步驟中得到的硅藻土浮選產(chǎn)品與供入到第一粗制浮選步驟中的旋液分離器的溢流合并用于再循環(huán)，同時直接向浮選池中輸送足夠量的三戊基胺溶液至240-260g三戊基胺/1000kg固體。調(diào)節(jié)溢流浮選工藝，使得浮選產(chǎn)品的產(chǎn)率達到60-65％。然后采用600gSuperFloc 127 Plus(Cytec，聚丙烯酰胺(即[CH-CH(CONH2)]n)絮凝劑)/1000kg固體增稠浮選產(chǎn)品至漿體密度為10％固體，接著用保持在90-95℃下的2N硫酸(即H2SO4)瀝濾2小時。用加壓過濾器脫除漿料中的水分，用去離子水漂洗濾餅，得到含有最少量漂洗水而電阻率為250kΩ-cm的濾餅，緊接著在爐中110℃的空氣下干燥濾餅至恒重。
在進行元素分析時，采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)本發(fā)明實施例的非煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計為99.1％(w/w)SiO2。采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品進一步具有的總鋁含量為0.31％(w/w)Al2O3，總鐵含量為0.15％(w/w)Fe2O3。離心濕密度為0.27g/cm3。由這些情報計算出該產(chǎn)品的二氧化硅體積度為3.7，該值在非煅燒硅藻土產(chǎn)品的類型中超過任何其它產(chǎn)品。參見例如表1中的實施例1。
該實施例產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量小于5mgFe/kg產(chǎn)品，具有的可溶于啤酒的鋁含量小于8mgAl/kg產(chǎn)品，電阻率為62kΩ-cm，進一步表明它是純的。實施例2高純生物二氧化硅產(chǎn)品(煅燒)接著研磨上述實施例1的產(chǎn)品，使平均顆粒大小稍降低1μm，在2150°F(≈1175℃)的溫度下，在空氣中進行煅燒，停留時間為40分鐘。然后將該物質(zhì)置于空氣中，使之在濕環(huán)境下冷卻至室溫，通過篩分，其滲透率在常規(guī)煅燒產(chǎn)品的范圍內(nèi)，約為0.3Da。
在進行元素分析時，采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)本發(fā)明實施例的煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計為99.6％(w/w)SiO2。采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品進一步具有的總鋁含量為0.31％(w/w)Al2O3，總鐵含量為0.09％(w/w)Fe2O3。離心濕密度為0.21g/cm3。由這些情報計算出該產(chǎn)品的二氧化硅體積度為4.7，該值在煅燒產(chǎn)品的類型中超過任何其它產(chǎn)品。參見例如表1中的實施例2。
該實施例產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量小于5mgFe/kg產(chǎn)品，具有的可溶于啤酒的鋁含量小于8mgAl/kg產(chǎn)品，電阻率為140kΩ-cm，進一步表明它是很純的。在藍光中測定的產(chǎn)品的反射亮度為100％。實施例3高純生物二氧化硅產(chǎn)品(熔助煅燒)接著在2150°F(≈1175℃)的溫度下，在空氣中在作為助熔劑的約3％(w/w)無水碳酸鈉(即Na2CO3)粉末的存在下熔助煅燒上述實施例1的產(chǎn)品，停留時間為40分鐘。然后將該物質(zhì)置于空氣中，使之在濕環(huán)境下冷卻至室溫，通過篩分，其滲透率在常規(guī)熔助煅燒產(chǎn)品的范圍內(nèi)，約為1.2Da。
在進行元素分析時，采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)本發(fā)明實施例的熔助煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計為96.8％(w/w)SiO2。采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品具有的總鈉含量為1.50％(w/w)Na2O。進一步采用熔融的四硼酸鹽基體方法，通過X射線熒光測定發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品具有的總鋁含量為0.40％(w/w)Al2O3，總鐵含量為0.11％(w/w)Fe2O3。離心濕密度為0.16g/cm3。由這些情報計算出該產(chǎn)品的二氧化硅體積度為6.1，該值在熔助煅燒產(chǎn)品的類型中超過任何其它產(chǎn)品。參見例如表1中的實施例3。
該實施例產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量小于5mgFe/kg產(chǎn)品，具有的可溶于啤酒的鋁含量小于8mgAl/kg產(chǎn)品，進一步表明它是很純的。在藍光中測定的產(chǎn)品的反射亮度為99％。
表1中示出了普通市售硅藻土產(chǎn)品的特性，如CR Minerals公司(無數(shù)據(jù))，CECA S.A.(1988)，硅藻土公司(1991a，1991b)，Eagle-Picher Minerals股份有限公司(1988)，Grefco股份有限公司(1990)和Showa化學工業(yè)股份有限公司(1995)中描述的。在表1中將這些已知產(chǎn)品與上述實施例描述的本發(fā)明高純產(chǎn)品進行了對比。表1，A部分高純硅藻土產(chǎn)品與市售產(chǎn)品的對比(n.a.是指“未獲得”)％SiO2％Al2O3％Fe2O3純產(chǎn)品(實施例1) 99.10.3 0.2CR Minerals DiaFil Natural193.03.0 1.3天然硅藻土285.83.8 1.2天然Celatom389.24.0 1.5天然鈉沸石(Radiolite)480.88.1 1.6純產(chǎn)品(實施例2) 99.60.3 0.1硅藻土分析過濾助劑597.51.3 0.2煅燒，酸洗的硅藻土592.63.4 1.3煅燒硅藻土291.54.0 1.1煅燒Celatom392.84.2 1.6煅燒CECA689.04.8 3.3煅燒硅藻土7n.a.n.a.n.a.煅燒鈉沸石490.46.2 1.2純產(chǎn)品(實施例3) 96.80.4 0.1熔助煅燒，酸洗硅藻土589.43.4 1.3熔助煅燒硅藻土289.64.0 1.3熔助煅燒Celatom389.54.1 1.5熔助煅燒CECA687.83.4 2.4熔助煅燒硅藻土7n.a.n.a.n.a.熔助煅燒鈉沸石489.25.2 1.31CR Minerals公司，“Dia Fil”出版物(無日期)。2硅藻土公司，出版物FA84(1991)。3Eagle-Picher Minerals股份有限公司，出版物形式A-550(1988)。4Showa化學工業(yè)股份有限公司，出版物95.1.2000(3)(1995)。5硅藻土公司，出版物FA488(1991)。6CECA S.A.，無標題的出版物(1988)。7Grefco，股份有限公司，F(xiàn)iltration Bulletin B-16(1990)。表1，B部分高純硅藻土產(chǎn)品與市售產(chǎn)品的對比(n.a.是指“未獲得”)離心或沉降濕密度(磅/英寸3) (g/cm3)純產(chǎn)品(實施例1) 170.27CR Minerals DiaFil Natural119 (0.30)天然硅藻土216 (0.26)天然Celatom321 (0.34)天然鈉沸石4n.a. n.a.純產(chǎn)品(實施例2) 130.21硅藻土分析過濾助劑5n.a. (0.29)煅燒，酸洗的硅藻土5 n.a. n.a.煅燒硅藻土218 (0.29)煅燒Celatom323 (0.37)煅燒CECA6(16) 0.26煅燒硅藻土7230.37煅燒鈉沸石4(17) 0.27純產(chǎn)品(實施例3) 100.16熔助煅燒，酸洗硅藻土5n.a. n.a.熔助煅燒硅藻土218 (0.29)熔助煅燒Celatom319 (0.30)熔助煅燒CECA6(18) 0.29熔助煅燒硅藻土7200.32熔助煅燒鈉沸石4(20) 0.32注釋除了硅藻土分析過濾助劑外，表中用園括號表示的數(shù)據(jù)是由公開的數(shù)據(jù)計算得出的，其中表示了批量生產(chǎn)中得到的平均值。1CR Minerals公司，“DiaFil”出版物(無數(shù)據(jù))。2硅藻土公司，出版物FA84(1991)。3Eagle-Picher Minerals股份有限公司，出版物形式A-550(1988)。4Showa化學工業(yè)股份有限公司，出版物95.1.2000(3)(1995)。5硅藻土公司，出版物FA488(1991)。6CECA S.A.，無標題的出版物(1988)。7Grefco，股份有限公司，F(xiàn)iltration Bulletin B-16(1990)。表1，C部分高純硅藻土產(chǎn)品與市售產(chǎn)品的對比二氧化硅體積度(計算值)純產(chǎn)品(實施例1)3.7CR Minerals DiaFil Natural13.1天然硅藻土23.3天然Celatom32.6純產(chǎn)品(實施例2)4.7硅藻土分析過濾助劑53.4煅燒硅藻土23.2煅燒Celatom32.5煅燒CECA63.4煅燒鈉沸石43.3純產(chǎn)品(實施例3)6.1熔助煅燒硅藻土23.1熔助煅燒Celatom33.0熔助煅燒CECA63.0熔助煅燒鈉沸石42.81CR Minerals公司，“DiaFil”出版物(無數(shù)據(jù))。2硅藻土公司，出版物FA84(1991)。3Eagle-Picher Minerals股份有限公司，出版物形式A-550(1988)。4Showa化學工業(yè)股份有限公司，出版物95.1.2000(3)(1995)。5硅藻土公司，出版物FA488(1991)。6CECA S.A.，無標題的出版物(1988)。
表1，C部分中給出的二氧化硅體積度由圖1中的條狀解說明。顯而易見，本發(fā)明實施例的高純硅藻土產(chǎn)品的二氧化硅體積度超過了各類產(chǎn)品中常規(guī)產(chǎn)品的二氧化硅體積度。另外，圖2中示出了本發(fā)明高純硅藻土產(chǎn)品的顯微照相，表明本發(fā)明的高純硅藻土產(chǎn)品保持了硅藻土的復雜和多孔特性。E.參考資料下面涉及的公開物、專利和公開的專利說明書引入本專利作為參考用，旨在更充分地描述與本發(fā)明有關的現(xiàn)有技術的狀況。Baly，E.C.C.等人(1939)，Trans.Faraday Soc.351165-1175。Barr，J.(1907)，法國專利FR377086。Bartuska，M.和Kalina，J.(1968a)，捷克專利CS128699。Bartuska，M.和Kalina，J.(1968b)，捷克專利CS128894。Bear，J.(1988)，Dynamics of Fluids in Porous Media(紐約Dover出版股份有限公司)，161-176。Bradley，T.G.和McAdam，R.L.(1979)，美國專利US4134857。Breese，R.(1994)，in Industrial Minerals and Rocks，第6版，(Littleton，ColoradoSociety for Mining，Metallurgy，和Exploration)；397-412。Brega r，G.W.(1955)，美國專利US2701240。Brozek，M等人(1992)，Przegl.Gorn，48(7)16-20。Cai，H.等人(1992)Kuangchan Zonghe Liyong1992(6)1-8。Codolini，L.(1953)，意大利專利IT487158。Cμmmins，A.B.(1933)，美國專利US1934410。Dufour，P.(1990)，法國專利FR9007690。Dufour，P.(1993)，美國專利US5179062。Engh，K.R.(1994)，in Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology，第4版，第8卷(紐約John Wiley & Sons)；108-118。Enzinger，K.(1901)，美國專利US665652。Filho，F(xiàn).X.H.等人(1980)，Mineraca Metalurgia44(424)14-21。Gordienko，V.F.(1941)，俄羅斯專利SU59337(1941)。Govindaraju，K.(1989，7月)，Geostandards Newsletter，第XIII卷。Gruder，G.等人(1958)，Rey.Chim.(Bucharest)9361-366。Hermanson，G.T.等人(1992)，Immobilized Affinitv Ligand Techniques(San DiegoAcademic Press股份有限公司)。Heyse，K.U.等人(1980)，Brauwissenschaft33137-143。Jones，F(xiàn).R.(1992)，美國專利 US5122112。Kasama，K.和Ida，T.(1958)，日本專利JP10780。Kiefer，J.(1991)，Brauwelt International，IV/1991；300-309。Kieselguhr-Industrie G.m.b.H.(1942)，德國專利DE730034。Koech，R.(1927)，德國專利DE469606。Kouloheris，A.P.(1971)，美國專利US3572500。Li，F(xiàn).(1990)，F(xiàn)eiiinshukang1989(3)27-28，43。Liang，C.，等人(1990)，中國專利CN1044233。Marcus，D.等人(1964)，Rev.Chim.(Bucharest)15(11)671-674。Marcus，D.等人(1967)，Rev.Chim.(Bucharest)18(6)332-335。Martin，C.C.和Goodbue，D.T.(1968)，美國專利US3375922。Mitsui，Y.等人(1989)，日本專利JP01-153564。Munn，D.R.(1970)，美國專利US3547260。Nielsen，R.B.和Vogelsang，C.J.(1979)，美國專利US4142968。Nishimura，Y.(1958)，日本專利JP4414。Norman，J.等人(1940)，Mining Technology1994，5月，1-11。Olmsted，Jr.，B.C.(1982)，美國專利US4324844。Pesce，L.(1955)，意大利專利IT529036。Pesce，L.(1959)，德國專利DE1052964。Schrauf，R.和Frey，A.(1957)，德國專利DE1005048。Schuetz，C.C.(1935)，美國專利US1992547。Smith，T.R.(1991a)，美國專利US5009906。Smith，T.R.(1991b)，加拿大專利CA2044868。Smith，T.R.(1991c)，丹麥專利9101179。Smith，T.R.(1992a)，德國專利DE4120242。Smith，T.R.(1992b)，荷蘭專利9101957。Smith，T.R.(1992c)，巴西專利BR9102509。Smith，T.R.(1993)，澳大利亞專利AT638655。Smith，T.R.(1994a)，英國專利GB2245265。Smith，T.R.(1994b)，日本專利JP6-315368。Suzuki，T.，和Tomizawa，T.(1971)，日本專利JP46-7563。Swallen，L.C.(1950)，美國專利US2504347。Tarhanic，L.等人(1979)，Geol.Pruzkμm21(5)140-142。Thomson，W.和Barr.J.(1907)，英國專利GB5397。Vereiningte Deutsche Kieselguhrwerke G.m.b.H.(1915)，德國專利DE286240。Vereinigte Stahlwerke A.-G.(1931)，英國專利GB341060。Videnov，N.等人(1993)，Inter.I.Miner.Process.39291-298。Visman，J.，和Picard，J.L.(1972)，加拿大專利CA890249。Wang，S.(1992)，F(xiàn)eiiinshukang1992(3)10-13。Williams，R.C.(1926)，美國專利US1606281。Xiao，S.(1986)，中國專利申請86-107500。Zaklac Elektro Spolka z Organiczona Poreka(1933)，德國專利DE570015。Zhong，S.，等人(1991)，中國專利CN1053564。Analytica-EBC of the European Brewery Convention，第4版(1987；ZurichBraureiund Getrnke-Rundschau)；E255-E258。CECA S.A.，無標題(1988)。硅藻土公司，出版物FA488(1991)。硅藻土公司，出版物FA84(1991)。CR Minerals公司，“Diafil#”(無數(shù)據(jù))。Eagle-Picher Minerals，股份有限公司，出版物形式A-550(1988)。Grefco，股份有限公司，F(xiàn)iltration Bulletin B-16(1990)。Methods of Analysis of the American Society of Brewing Chemists(1987)。Showa化學工業(yè)股份有限公司，出版物95.1.2000(3)(1995)。
權利要求
1.高純硅藻土產(chǎn)品，其中產(chǎn)品具有復雜和多孔的硅藻土結構并具有高二氧化硅體積度，以及其中的產(chǎn)品是二氧化硅體積度大于3.5的非煅燒產(chǎn)品；二氧化硅體積度大于3.6的煅燒產(chǎn)品；和二氧化硅體積度大于3.3的熔助煅燒產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1的產(chǎn)品，其中所述的非煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于95％(w/w)SiO2；所述的煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)SiO2；和所述的熔助煅燒產(chǎn)品具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于92％(w/w)SiO2。
3.根據(jù)權利要求2的產(chǎn)品，其中產(chǎn)品具有復雜和多孔的硅藻土結構并具有高二氧化硅體積度，以及其中的產(chǎn)品是二氧化硅體積度大于3.5的非煅燒產(chǎn)品；并且具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于95％(w/w)SiO2。
4.根據(jù)權利要求2的產(chǎn)品，其中產(chǎn)品具有復雜和多孔的硅藻土結構并具有高二氧化硅體積度，以及其中的產(chǎn)品是二氧化硅體積度大于3.6的煅燒產(chǎn)品；并且具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)SiO2。
5.根據(jù)權利要求2的產(chǎn)品，其中產(chǎn)品具有復雜和多孔的硅藻土結構并具有高二氧化硅體積度，以及其中的產(chǎn)品是二氧化硅體積度大于3.3的熔助煅燒產(chǎn)品；并且具有的總二氧化硅含量基于灼燒后的重量計大于92％(w/w)SiO2。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鋁含量小于10mgAl/kg產(chǎn)品。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的可溶于啤酒的鐵含量小于7mgFe/kg產(chǎn)品。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項的非煅燒產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的電阻率大于50kΩ-cm。
9.根據(jù)權利要求1-7任一項的煅燒產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的電阻率大于80kΩ-cm。
10.根據(jù)權利要求1-7和9任一項的煅燒產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于96％。
11.根據(jù)權利要求1-7任一項的熔助煅燒產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于95％。
12.根據(jù)權利要求1-7和11任一項的熔助煅燒產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品具有的總鈉(Na2O)含量和總二氧化硅(SiO2)含量的總和基于灼燒后的重量計大于98％(w/w)。
13.具有復雜和多孔硅藻土結構的高純硅藻土產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有的藍光反射亮度大于99％。
14.含有權利要求1-13任一項產(chǎn)品的板材，墊片或濾筒過濾器。
15.過濾流體的方法，所述方法包括向所述流體中加入權利要求1-13中任一項產(chǎn)品的步驟，或使所述流體通過裝有權利要求1-13任一項產(chǎn)品的過濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用硅藻土制得的高純生物二氧化硅產(chǎn)品和其制備方法。更具體地說,本發(fā)明涉及高純非煅燒、煅燒和熔助煅燒的硅藻土產(chǎn)品,所述產(chǎn)品具有只有硅藻土才具有的區(qū)別的二氧化硅多孔和復雜結構,并且二氧化硅(即SiO
文檔編號C12H1/07GK1196003SQ96196906
公開日1998年10月14日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權日1995年8月11日
發(fā)明者J·C·史烏, S·K·帕姆, T·R·史密斯, G·A·雅莫克依, J·D·塔尼古奇, 王群 申請人:先進礦產(chǎn)公司