标题：硅藻土脱色
化学组成
硅藻土是天然形成的矿物质。它主要是由古代的硅藻及其他单细胞微小生物的遗骸的沉积物的硅质部分组成，经过加工成为产品。主要成分为SiO2.nH2O，颜色呈白色、灰白、黄色、灰色等。它的内部有很多孔隙，质轻而软，硬度1～1.5，密度一般为1.9～2.3g/cm3，干燥后为0.4～0.7g/cm3，孔隙度可达90%左右，易研成粉末。硅藻土具有很强的吸附能力，有良好的过滤性和化学稳定性。
产地
中国山东、吉林、浙江、云南、四川、江西等省有丰富的硅藻土矿，并有多个工厂生产（其中部分是按国外品牌和技术生产）。由于原料和加工方法的不同，硅藻土有多种不同的产品和商品牌号；同一生产厂也常有几种不同性能的产品。
质量指标
硅藻土的基本产品是将硅藻土矿经过选矿后，磨碎和干燥（通常两次），经过预分选和旋流分离器分离，得到微细的粉状产品。不同级别产品的质量指标如下：
成分%DA-1DA-2DA-3SiO2（高于）867560Fe2O3（低于）1.52.54.5Al2O3（低于）3.5818CaO（低于）11.52MgO（低于）11.51.5烧失量%（低于）5810这些产品的水分低于10%，pH值5～8，比表面积15～17m2/g。
硅藻土的精制品还要经过焙烧或加助熔剂焙烧处理。焙烧品是将原料精选后，经700～900℃的高温焙烧；助熔焙烧品是将精选的原料加入适量的助熔剂，经900～1200℃的高温焙烧，两者随后都经过粉碎和筛分。焙烧品呈桔黄色、粉红色至红褐色，助熔焙烧品呈粉白色。精制品中SiO2高于87%，Al2O3低于3.5%，Fe2O3低于1.5%，CaO低于0.35%，MgO低于0.35%，有机物低于2%，水可溶物低于0.3%，盐酸可溶物低于1.8%，铅、砷低于4mg/kg。助熔焙烧品的pH值较高，约为10。
硅藻土结构特点
硅藻土内部有很多微孔，显微镜可见。原土的孔体积为0.4～0.9mL/g，精制品的孔体积为1.0～1.4mL/g，比表面积达20～70m2/g。因此，它有良好的吸附性能，特别是善于吸附截留溶液中的悬浮微粒。将溶液加硅藻土过滤能得到清亮的滤液。
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制造方法而异。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。
各种矿物土
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%，在干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。
新开采的蒙脱土相当软，有塑性。呈白色，或带浅黄、浅红、绿、紫等色；是质地致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、干燥、磨粉和筛分等处理而成为产品。
活性白土或酸性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%），再干燥至水分低于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。活性白土已广泛应用在食品、酿造和化学工业中，将各种油类和有机物脱色精制。
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年代已开始应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（包括经过加工精制和活化的）有很好的脱色力，将它们应用于糖液的脱色精制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系。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系。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。
硅藻土矿的成因
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、浙江嵊县采取物理—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应用，特别是油井钻探水泥是一个发展中的市场。