[发明专利]高纯生物二氧化硅产品

说明书

技术领域

本发明涉及用硅藻土制得的高纯生物二氧化硅产品和其制备方法。更基体地说，本发明涉及一种高纯生物二氧化硅产品，这种产品具有只有硅藻土才具有的区别二氧化硅多孔和复杂结构，二氧化硅(即SiO₂)含量特别高，密度低，从而使得该产品具有高的二氧化硅体积度。本发明也涉及可溶金属含量特别低和/或亮度极高的改进型高纯生物二氧化硅产品。

发明背景

整个申请中涉及的各种公开物，专利，和公开的专利申请作为引证材料引用；这些文献的全部引证材料列在权利要求书前面的说明书的结尾部分。在本申请中提及的公开物，专利，和公开的专利说明书引入本文作为参考，旨在更充分地描述与本发明有关的现有技术的状况。

本发明涉及纯的硅藻土产品，这种产品保持了只有硅藻土才具有的复杂和多孔结构(即具有复杂的和多孔的硅藻土结构)，并且极好地结合了特殊的物理和化学特性(例如高纯、低密度、可溶性杂质含量低、总杂质含量低和亮度高)。由本发明高纯硅藻土产品所提供的特殊特性的极好结合(尤其是提高了效率并且经济实惠)是其它已知硅藻土产品所不能提供的。

目前硅藻土产品被广泛地应用于各种领域中，包括(但不受其限制)分离、吸附、载体和多功能填料。近来发表的综述文章(Breese，1994；Engh，1994)介绍了特别有用的有关的硅藻土特性和用途。本发明的纯硅藻土产品具有只有硅藻土才具有的复杂和多孔结构而且特纯，因此，在许多应用领域中极大地提高了效率。

用硅藻土来制备硅藻土产品，其中硅藻土是以硅藻的硅藻细胞(即骨架或骨骼)形式存在的富含生物二氧化硅(即由活性有机体生成或产生的二氧化硅)沉积物。硅藻属于硅藻纲类的显微互异族单细胞的金藻纲，它们具有改变的和复杂结构的华丽的硅藻骨骼(即硅藻细胞)，所述结构由在生物硅藻中组合在一起更象丸药盒的两个瓣构成。硅藻细胞形态学的种类和基本分类已有很大的改变；已知的有差别的种类就至少在2000种以上。通过一系列的开孔向各个瓣的表面加标记，其开孔包含复杂的硅藻细胞的细微结构并且能区别单个物种的类型。尽管大部分硅藻细胞的大小落在10-150μm的范围内，但是典型的硅藻细胞的大小是在0.75-1000μm的范围内。这些硅藻细胞当在保持化学平衡的条件下保存时，能在很长的时间内地保持大部分的复杂和多孔结构，而这种结构实际上是无损伤的在经过长期的地质学的时间后形成的。

硅藻的硅藻细胞的基本化学组成以及复杂和多孔结构使得硅藻土具有其它天然形式的二氧化硅所无法相比的极好的工业价值和多面性，例如过滤和作为填料使用。硅藻骨骼的细颗粒结构赋予了低密度和高表面积以及高的孔隙度和渗透性。

硅藻土产品可以用产生物理和化学特性差异的各种方法和多种资源制备。

在过滤领域中，许多的从流体中分离颗粒的方法中使用了硅藻土产品作为过滤助剂。只有硅藻土才具有的复杂和多孔结构对物理捕集过滤过程中的颗粒是特别有效的。如果要改善含有悬浮颗粒或颗粒物质，或具有混浊度的流体的清澈度，那么通常的做法是使用硅藻土产品。

硅藻土产品常常被应用于隔膜中，以改善流体的清澈度和提高过滤过程中的流速，在该步骤中有时被称为“预涂覆”。通常也将硅藻土直接加入到欲进行过滤的流体中，以降低隔膜处不希望有的颗粒的负荷，同时保持指定的液体流速，在该步骤中经常被称为“主体进料”。根据有关的颗粒分离，硅藻土产品可以在预涂覆，主体进料或两种情况下使用。用硅藻土进行过滤的有关方法已有综述(Kiefer，1991)

在一些过滤应用中，为进一步改进或优化过滤过程，将不同的硅藻土产品混合在一起使用。此外，有时将硅藻土产品与其它物质结合使用。在某些情况下，这些结合可以包括简单的混合，例如与纤维素、活性炭、粘土、或其它物质混合。在其它情况下，这些结合是复合，其中硅藻土产品紧密地与其它成分混合，用来制备板材、垫片或滤筒。对这些硅藻土产品所进行的任何更进一步的改进是用于过滤或分离，包括例如表面处理和向硅藻土产品，混合物或其复合物中添加化学试剂。