專利名稱：含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品、在硅藻土產(chǎn)品中降低可溶性金屬水平的工藝 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品、在硅藻土產(chǎn)品中降低可溶性金屬水平的工藝及其使用方法。此類含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品可用于各種應(yīng)用，包括但不限于作為助濾劑材料。
背景技術(shù)：
硅藻土產(chǎn)品獲取自硅藻土(也稱作“DE”或硅藻土(diatomite))，硅藻土通常已知為以硅藻的硅質(zhì)骨架(藻殼)形式富含生物源二氧化硅(即由活體制造或產(chǎn)生的二氧化硅)的沉積物。硅藻是通常為硅藻綱種類(class Bacillariophyceae)的極小的、單細(xì)胞的、金黃-褐色的藻類的多樣的串列，其具有華麗的硅質(zhì)骨架，該骨架結(jié)構(gòu)多變而復(fù)雜，包含在活硅藻中很像丸藥盒的相互匹配的兩瓣。硅藻土可由水上硅藻的遺骸形成，因此，可在現(xiàn)在或從前的水體附近發(fā)現(xiàn)硅藻土沉積物。那些沉積物通?？筛鶕?jù)來(lái)源分成兩類淡水的和咸水的。淡水硅藻土通常從干的湖床開采，并且可以表征為具有低的晶體二氧化硅含量和高的鐵含量。相反，咸水硅藻土通常從洋區(qū)提取，并且可以表征為具有高的晶體二氧化硅含量和低的鐵含量。在過(guò)濾領(lǐng)域中，從流體中分離顆粒的方法可以使用硅藻土產(chǎn)品作為助濾劑。一些情況下，硅藻土特有的復(fù)雜而多孔的結(jié)構(gòu)可以在過(guò)濾工序中有效地物理截留顆粒。已知可使用硅藻土產(chǎn)品以提高呈現(xiàn)混濁或含有懸浮顆?；蝾w粒物質(zhì)的流體的澄清度。硅藻土可以在過(guò)濾的各種實(shí)施方案中使用。作為預(yù)涂層的一部分，硅藻土產(chǎn)品可施用于過(guò)濾隔膜以幫助達(dá)到例如以下任意一種或多種保護(hù)該隔膜、提高澄清度和加快濾餅的移除。作為主體加料(body feeding)的一部分，硅藻土可以直接加入要過(guò)濾的流體以幫助達(dá)到例如以下任一或二者增加流速和延長(zhǎng)過(guò)濾周期。根據(jù)具體分離工序的需要，硅藻土可以用于多個(gè)階段或?qū)嵤┓桨?，包括但不限于用在預(yù)涂層中和主體加料中。硅藻土助濾劑也可能包含可溶于要過(guò)濾的液體介質(zhì)的金屬，例如鐵。當(dāng)使用那些硅藻土助濾劑過(guò)濾液體時(shí)，該金屬可能從該硅藻土助濾劑中分離并進(jìn)入液體介質(zhì)。在許多應(yīng)用中，這種在液體介質(zhì)中的金屬含量的增加可能是不期望甚至不可接受的。例如。當(dāng)使用硅藻土助濾劑過(guò)濾啤酒時(shí)，源于該助濾劑材料的溶于啤酒中的高水平的鐵可能有害地影響感覺或其他性能，包括但不限于味道和保存期。其他非硅藻土助濾劑可能遭受類似的金屬浸出影響。因而，釀造工業(yè)已長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)到減少鐵在啤酒中的溶解的重要性，并且已竭力找出具有愈加低的啤酒可溶性鐵(BSI)含量的助濾劑。釀造工業(yè)已開發(fā)出至少兩種測(cè)量硅藻土助濾劑BSI的方案。歐洲飲料公約(EBC， European Beverage Convention)方法將酞酸氫鉀溶液與助濾劑接觸，然后分析濾過(guò)液的鐵含量。美國(guó)釀造化學(xué)家協(xié)會(huì)(ASBC,American Society of Brewing Chemists)方法將啤酒樣品與助濾劑接觸，然后測(cè)量液體中所得的鐵含量。其他方案也可能已知并使用。EBC方法使用國(guó)際方法測(cè)定助濾劑的啤酒可溶性鐵含量。更具體的，EBC方法使用例如酞酸氫鉀(KHP,KHC8H4O4)在蒸餾水中的約10g/L溶液作為提取劑。在EBC方法中，使用磁力攪拌器將約5g助濾劑樣品與約200mL的KHP溶液混合約2小時(shí)，使得在提取期間助濾劑保持懸浮。然后立即將所得的溶液通過(guò)濾紙過(guò)濾，棄去最初約50mL，收集隨后的約IOOmL 用于分析。然后用FERR0ZINE方法分析提取物的鐵濃度，該方法中可以使用i^erroZine 試劑(3-(2-吡啶基)-5，6-二(4-苯磺酸)-1，2，4_三嗪(C20H14N4O6S2)的二鈉鹽，可從Aldrich 獲得)作為顯色劑。通常通過(guò)將約5g FerroZine 試劑溶于約1000ml pH約4. 3的乙酸銨 /乙酸緩沖液制備該!^rroZine 試劑。該FERROZINE方法使用約25mL的提取劑部分，并用約25mg抗壞血酸(C6H8O6)處理，將溶解的鐵離子還原成亞鐵0 2+)狀態(tài)，由此通過(guò)加入約 ImL該!^erroZine 試劑在顯色時(shí)產(chǎn)生有色的鐵與!^erroZine 的絡(luò)合物。約30分鐘后，將所得樣品溶液的吸光度與標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較。使用分光光度計(jì)在約565nm測(cè)量吸光度并與標(biāo)準(zhǔn)比較，測(cè)定BSI。ASBC方法可以通過(guò)在室溫下將約5g助濾劑材料樣品放入約200mL的去碳酸的啤酒(例如，來(lái)自 Anheuser-Busch, St. Louis, Missouri, USA 的 BUDffEISER )并將混合物間歇渦旋經(jīng)過(guò)約5分50秒的時(shí)間，以測(cè)量BSI含量。然后立即將混合物轉(zhuǎn)移到含約25cm直徑濾紙的漏斗，棄去從漏斗最初約30秒鐘期間收集的濾液。收集隨后約150秒鐘的濾液， 約25mL的部分用約25mg抗壞血酸(C6H8O6)處理，將溶解的鐵離子還原成亞鐵(Fe2+)狀態(tài)， 由此得到樣品提取物。然后通過(guò)加入約ImL約0.3% (w/v)的1，10-菲咯啉進(jìn)行顯色，在約 30分鐘后，將所得樣品溶液的吸光度與標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線比較。該校準(zhǔn)曲線通過(guò)啤酒中已知鐵濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液制得。未處理的濾液用作方法的空白以校正渾濁度和顏色。使用分光光度計(jì)在約505nm測(cè)量吸光度并與標(biāo)準(zhǔn)比較，測(cè)定BSI。已經(jīng)開發(fā)了許多降低硅藻土助濾劑中BSI含量的方法。一種這樣的方法是粗制硅藻土助濾劑選擇。一些硅藻土沉積物天然含有比來(lái)自其他場(chǎng)所沉積物的硅藻土材料更少的鐵。但是，單獨(dú)的粗制品選擇可能不足以給釀造工業(yè)及其他應(yīng)用提供BSI或鐵含量降低的
硅藻土。另一種降低硅藻土中BSI含量的已知方法是煅燒工藝。煅燒通常包括將硅藻土在高溫(例如超過(guò)約900°C )加熱。煅燒可以減少硅藻土中有機(jī)物和揮發(fā)物的存在并引起從灰白色到茶色或粉色的顏色改變。由于在煅燒期間微粒(例如細(xì)小的硅藻土碎片和粘土) 的凝聚和燒結(jié)，硅藻土的表面積通常被減小。在一個(gè)實(shí)例中，DE表面積從天然硅藻土的約 25m2/g至約45m2/g減小至小于約10m2/g，由此導(dǎo)致可溶性金屬(包括但不限于鐵)的減少。另外，硅藻土助濾劑的啤酒可溶性鐵含量，特別是用ASBC方法測(cè)量的BSI，可能在煅燒后隨著時(shí)間自然地并逐漸地降低。例如通過(guò)周圍空氣中的濕氣的表面再水合是一種 BSI降低的機(jī)制。但是，要天然地獲得BSI降低可能需要數(shù)月，并且結(jié)果可能隨著季節(jié)和粗制品選擇而波動(dòng)。不同于或者附加于粗制品選擇和煅燒工藝控制，可以對(duì)助濾劑施用化學(xué)品以降低 BSI含量?；瘜W(xué)工藝包括例如酸洗和/或用螯合溶液(比如EDTA或檸檬酸)浸出。盡管這些方法對(duì)減少表面可溶性金屬可以有點(diǎn)效果，但這些工藝通常是昂貴的。另外，如果在化學(xué)或機(jī)械加工中重新出現(xiàn)大量更新的表面，高可溶性金屬可能在助濾劑中再度出現(xiàn)。另外，在一些應(yīng)用中，化學(xué)處理可能是不期望或不可接受的。例如，在由美國(guó)食品與藥品管理局管制的應(yīng)用中，在不帶有被令人不快地標(biāo)注為添加劑的化學(xué)品的助濾劑的煅燒后加工中，水是唯一允許的化學(xué)品。水處理可以包含例如噴灑水至含有助濾劑的散裝貨物容器底部或在包裝期間噴灑水至袋內(nèi)。已知較高溫度下的水處理可加速BSI降低過(guò)程，但是由于水處理通常在敞開的容器中進(jìn)行，處理的溫度不可能高于水的沸點(diǎn)。通常水處理可以包括在硅藻土助濾劑產(chǎn)品是熱的(例如，在約150下至約200下的溫度范圍)時(shí)噴灑和混合水到硅藻土助濾劑產(chǎn)品中。經(jīng)處理的產(chǎn)品可以保持在容器例如料箱和機(jī)動(dòng)軌道車中，直到BSI降低至期望水平。 水處理也可以包含蒸汽處理的使用。但是，水處理的BSI降低效果經(jīng)常在BSI降低上有限， 由此水處理不能用于有效處理可能具有相對(duì)高的BSI水平的助濾劑如一些硅藻土。盡管煅燒和水處理通?？梢越档凸柙逋林鸀V劑的BSI含量，并且通常對(duì)直接煅燒的硅藻土產(chǎn)品有效(其中降低的BSI通常由ASBC方法測(cè)量)。但是，當(dāng)通過(guò)EBC方法(如， 使用約的KHP作為提取劑并提取約2小時(shí))測(cè)量BSI時(shí)，助濾劑中BSI比通過(guò)使用啤酒的ASBC方法測(cè)量的要高出許多。另外，如果通過(guò)EBC方法測(cè)定，水處理通常不會(huì)產(chǎn)生可測(cè)量的BSI降低。通常，通過(guò)EBC方法測(cè)量的硅藻土助濾劑的BSI是通過(guò)ASBC方法測(cè)量的 BSI的數(shù)倍，這一般是由于KHP是比啤酒中的螯合化合物強(qiáng)許多的鐵螯合劑這一事實(shí)。另夕卜，當(dāng)硅藻土用堿性助熔劑例如蘇打灰煅燒時(shí)，經(jīng)助熔劑煅燒的(flux calcined)產(chǎn)品通常顯示出比直接煅燒的產(chǎn)品更高的BSI，這一般是由于表面的鐵被堿離子釋放。BSI水平也通常受產(chǎn)品所受煅燒強(qiáng)度的影響；強(qiáng)加熱的產(chǎn)品通常顯示出比不那么強(qiáng)加熱的產(chǎn)品更低的BSI。EBC方案和標(biāo)準(zhǔn)被釀造工業(yè)廣泛使用，用于啤酒過(guò)濾的硅藻土助濾劑期望在通過(guò) EBC方法測(cè)量時(shí)具有低的啤酒可溶性鐵。因此，需要低可溶性金屬含有量的硅藻土助濾劑產(chǎn)品，以及用于降低硅藻土粗制品中可溶性金屬的量的廉價(jià)而有效的方法，其可被接受用于需要低金屬含量或溶解量的應(yīng)用。特別是，需要低可溶性金屬含有量的硅藻土助濾劑產(chǎn)品，其中可溶性金屬含量通過(guò)EBC方法測(cè)量。申請(qǐng)人已經(jīng)意外發(fā)現(xiàn)這樣的含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品可以通過(guò)在至少一種熱處理之前用至少一種表面金屬封閉劑 (blocking agent)處理硅藻土而獲得。發(fā)明概述本文公開了用于降低至少一種天然硅藻土材料中至少一種可溶性金屬含量的工藝。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于降低至少一種天然硅藻土材料中至少一種可溶性金屬含量的工藝包含在進(jìn)行至少一種熱處理之前，用至少一種表面金屬封閉劑對(duì)至少一種天然硅藻土材料進(jìn)行至少一種處理。在另一實(shí)施方案中，該工藝包含在進(jìn)行至少一種熱處理之前， 用至少一種包含至少一種表面金屬封閉劑的廢濾餅的至少一個(gè)部分對(duì)至少一種天然硅藻土材料進(jìn)行至少一種處理。在又一實(shí)施方案中，該工藝包含在進(jìn)行至少一種熱處理之前， 用至少一種表面金屬封閉劑和至少一種包含至少一種表面金屬封閉劑的廢濾餅的至少一個(gè)部分對(duì)至少一種天然硅藻土材料進(jìn)行至少一種處理。在再一實(shí)施方案中，該工藝包含提供至少一種天然硅藻土材料，用至少一種表面金屬封閉劑的至少一種處理，和至少一種熱處理。本文還公開了經(jīng)處理的硅藻土產(chǎn)品。在一個(gè)實(shí)施方案中，該經(jīng)處理的硅藻土產(chǎn)品包含至少一種天然硅藻土材料和至少一種表面金屬封閉劑。在另一實(shí)施方案中，該經(jīng)處理的硅藻土產(chǎn)品包含至少一種天然硅藻土材料和至少一種包含至少一種表面金屬封閉劑的廢濾餅的至少一個(gè)部分。另外本文公開了用于過(guò)濾液體的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包含將至少一種液體通過(guò)至少一種包含至少一種經(jīng)處理的硅藻土產(chǎn)品的濾膜，該硅藻土產(chǎn)品包含至少一種硅藻土材料和至少一種表面金屬封閉劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種液體選自油和飲料。在另一實(shí)施方案中，該至少一種液體為啤酒。在另一實(shí)施方案中，該至少一種液體為果酒(wine)。另外本文公開了從至少一種液體中除去至少一種可溶性金屬的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包含將至少一種液體與至少一種包含至少一種經(jīng)處理的硅藻土產(chǎn)品的過(guò)濾器接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種液體選自油和飲料。在另一實(shí)施方案中，該至少一種液體為啤酒。發(fā)明詳述本申請(qǐng)部分地描述了從至少一種硅藻土材料減少至少一種可溶性金屬的新工藝、 具有減少的可溶性金屬含量的硅藻土產(chǎn)品，和使用這樣的減少了可溶性金屬的硅藻土的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，該硅藻土產(chǎn)品可用作顆粒助濾劑和/或可用作由該顆粒助濾劑制造的過(guò)濾介質(zhì)的一部分。在另一實(shí)施方案中，對(duì)至少一種天然硅藻土用至少表面金屬封閉劑處理，然后進(jìn)行至少一種熱處理。在另一實(shí)施方案中，本文描述的方法消除或減少了可溶性金屬，而不影響助濾劑的性能。在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“可溶性金屬”指任何可溶于至少一種液體的金屬?？扇苄越饘侔ū绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的那些。示例性的可溶性金屬包括但不限于鐵、鋁、釩、 鉻、銅、鋅、鎳、鎘和汞。在一個(gè)實(shí)施方案中，該可溶性金屬為鐵。至少一種天然硅藻土本發(fā)明的硅藻土產(chǎn)品包含至少一種天然硅藻土。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土來(lái)自咸水源。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土來(lái)自淡水源。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是可用于助濾劑產(chǎn)品的任意硅藻土材料，無(wú)論是其粗制品形式或在對(duì)該材料進(jìn)行一種或多種加工步驟后。在還一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是任意硅藻土材料，該材料在用至少一種表面金屬封閉劑處理和/或至少一種熱處理后，可具有降低的可溶性金屬含量。在又一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是未進(jìn)行至少一種熱處理的任意硅藻土材料。在再一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是未進(jìn)行煅燒的任意硅藻土材料。如之前所說(shuō)明的，通常天然硅藻土是沉積性的生物源二氧化硅沉積物，包含形成化石的硅藻(在海洋(咸水)或淡水環(huán)境中積聚的單細(xì)胞的藻類植物)骨架。蜂窩式二氧化硅結(jié)構(gòu)通常給予硅藻土有用的特征例如吸收能力和表面積、化學(xué)穩(wěn)定性和低體密度。在一個(gè)實(shí)施方案中，天然硅藻土包含與其他物質(zhì)混合的約90 %的SiO2。在另一實(shí)施方案中，粗制硅藻土包含約90%的SiO2,加上多種金屬氧化物包括但不限于Al、Fe、Ca和Mg氧化物。 在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土包含至少一種金屬離子。該至少一種天然硅藻土可具有本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意的各種適當(dāng)形式。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是未加工的(例如，未進(jìn)行化學(xué)和/或物理改性工藝)。在不希望被理論束縛的前提下，天然硅藻土中的雜質(zhì)例如粘土和有機(jī)物質(zhì)在一些實(shí)施方案中會(huì)提供更高的陽(yáng)離子交換能力。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土在開采或提取后經(jīng)過(guò)極小限度的加工。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土進(jìn)行了至少一種物理改性工藝。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道適用于本發(fā)明的物理改性工藝，這些工藝可以是現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的；合適的物理改性工藝包括但不限于碾磨、干燥和風(fēng)力分類。在還一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土進(jìn)行了至少一種化學(xué)改性工藝。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道適用于本發(fā)明的化學(xué)改性工藝，這些工藝可以是現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的；合適的化學(xué)改性工藝包括但不限于可溶性金屬封閉處理，所述處理包括與鋁酸鹽、鋁硅酸鹽、硫酸鹽/亞硫酸鹽和其他二氧化硅表面改性化合物一起煅燒。在一個(gè)實(shí)施方案中， 該化學(xué)改性工藝為酸浸出。在另一實(shí)施方案中，該化學(xué)改性工藝為酸洗。在又一實(shí)施方案中，該化學(xué)改性工藝包含用硅烷或硅氧烷的處理，如例如PCT國(guó)際公布號(hào)WO 05/117616A2 和WO 06/065556A2中公開的。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是市售可得的硅藻土產(chǎn)品。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是可從World Minerals，Inc獲得的源自海洋的硅藻土產(chǎn)品。在又一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是可從World Minerals，Inc獲得的Mexican MNPP (圓盤形硅藻土)產(chǎn)品。在還一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是來(lái)自墨西哥淡水硅藻土的爐料(kiln feed)，可從World Minerals, Inc獲得。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土是來(lái)自中國(guó)淡水硅藻土的爐料，也可從World Minerals, Inc獲得。分類步驟在與該至少一種表面金屬封閉劑接觸之前或之后，該至少一種天然硅藻土可經(jīng)過(guò)至少一種分類步驟。在一個(gè)實(shí)施方案中，在用該至少一種表面金屬封閉劑處理之前，使用本領(lǐng)域已公知的數(shù)種技術(shù)中的任意一種將該至少一種天然硅藻土的粉末大小調(diào)整為合適的或期望的大小。在另一實(shí)施方案中，該至少一種天然硅藻土經(jīng)歷了至少一種機(jī)械分離以在用該至少一種表面金屬封閉劑處理之前調(diào)整粉末大小分布。合適的機(jī)械分離技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并包括但不限于碾磨、研磨、篩分、擠壓、靜電分離、液力分類和風(fēng)力分類。表面金屬封閉劑該至少一種天然硅藻土用含有至少一種含磷組合物的至少一種表面金屬封閉劑處理。該至少一種天然硅藻土可在進(jìn)行至少一種熱處理之前或之后用至少一種表面金屬封閉劑處理。該至少一種含磷組合物的選擇可根據(jù)對(duì)該至少一種天然硅藻土和期望的最終產(chǎn)品的選擇而不同。合適的含磷組合物對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并包括現(xiàn)在已知或者以后可能發(fā)現(xiàn)的那些。在一個(gè)實(shí)施方案中，該含磷組合物為磷酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，該磷酸鹽為三磷酸鈉。在另一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為磷酸鈉。在又一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為焦磷酸鈉。在還一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為六偏磷酸鈉。在另一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為磷酸二氫鉀。在又一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為磷酸鉀。在又一實(shí)施方案中，該磷酸鹽為磷酸鋁。在另一實(shí)施方案中，該磷酸鹽選自，包括但不限于二磷酸鹽(焦磷酸鹽)、三磷酸鹽、 偏磷酸鹽、磷酸銨、混合磷酸鹽、膦、氧化膦、次亞磷酸鹽(phosphinite，Ρ(( )Ι 2)、亞膦酸鹽 (P (OR) 2R)、亞磷酸鹽(P (OR) 3)、次膦酸鹽(OP (OR) R2)和膦酸鹽(OP (OR) 2R)。在另一實(shí)施方案中，該含磷組合物以至少一種廢濾餅的至少一部分的形式提供。 在一個(gè)實(shí)施方案中，該廢濾餅得自食品加工。在另一實(shí)施方案中，該廢濾餅得自玉米糖漿過(guò)濾。在另一實(shí)施方案中，使用包含至少一種磷酸鹽的任意廢濾餅。在另一實(shí)施方案中，可以使用該廢濾餅改變煅燒爐中的還原-氧化條件以增加鐵種類的還原。在一個(gè)實(shí)施方案中， 用于處理該至少一種硅藻土的該至少一種廢濾餅的至少一個(gè)部分的量取決于該至少一個(gè)部分的磷含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種廢濾餅的至少一個(gè)部分的磷含量為約0.2% 至約4% (按P2O5測(cè)量)。該至少一種含磷組合物可以按需要或期望的任意且多樣的量存在，以產(chǎn)生期望水平的減少的可溶性金屬含量。使用的該含磷組合物的量也可根據(jù)要處理的硅藻土材料的表面積而不同。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以相對(duì)于該至少一種天然硅藻土重量的約0. 2%至約10%的量存在。在另一實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以約0. 2% 至約的量存在。在另一實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以約0. 2%至約0. 6%的量存在。在還一實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以約0.4%至約0.6%的量存在。在又一實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以少于約5.0%的量存在。在又一實(shí)施方案中，該至少一種含磷組合物以少于約10. 0%的量存在。該至少一種可溶性金屬封閉劑可包含至少一種螯合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種可溶性金屬封閉劑的至少一種含磷組合物是至少一種螯合劑。在另一實(shí)施方案中， 該至少一種可溶性金屬封閉劑包含至少一種含磷組合物和至少一種螯合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種螯合劑是至少一種堿性有機(jī)化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自伯、仲和叔(多)胺。在另一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物為甲胺。在另一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物為乙胺。在又一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物為二乙胺。在又一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物為1，3_丙二胺。在另一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物包含至少一種氨基醚。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性化合物選自聚醚胺和嗎啉。在另一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物包含至少一種烷醇胺。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自2-氨基-2-甲基-1-丙醇Q-AMP)、一乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、一異丙醇胺、三異丙醇胺、二乙基氨基乙醇(DEAE)、甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、乙基氨基乙醇、氨基甲基丙醇和烷醇胺氨基甲基丙醇(AMP)。在還一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物包含至少一種氨基硅烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性化合物選自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基丙基二亞乙基三胺、2-(三甲氧基甲硅烷基乙基)吡啶、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)吡咯、三甲氧基甲硅烷基丙基聚乙烯亞胺、 二 - (2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和二(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。在又一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物包含至少一種亞乙基胺。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自，包括但不限于乙二胺、乙二胺四乙酸 (EDTA)、二羧酸、檸檬酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、 癸二酸、苯-1，2-二羧酸、鄰苯二甲酸、苯-1，3-二羧酸、間苯二甲酸、苯-1，4-二羧酸、對(duì)苯二甲酸、(2S)-2-乙酰胺基戊二酸、三羧酸、異檸檬酸、烏頭酸、丙-1，2，3-三羧酸、均丙三羧酸、丙三羧酸(cartallylic acid)、二亞乙基三胺、哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、三亞乙基四胺、 四亞乙基五胺、五亞乙基六胺和更高分子量的亞乙基多胺。
在又一實(shí)施方案中，至少一種堿性有機(jī)化合物包含至少一種氨基酯。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自包含酯取代基的有機(jī)化合物，該化合物選自丙烯酸和甲基丙烯酸的伯、仲和叔胺。在另一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自N取代的丙烯酰胺(其中烷基基團(tuán)包含2-12個(gè)碳原子)，包括但不限于N-乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-癸基丙烯酰胺和N-十二烷基丙烯酰胺。在又一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自N取代的甲基丙烯酰胺(其中烷基基團(tuán)包含2-12個(gè)碳原子)，包括但不限于N-乙基甲基丙烯酰胺、N-叔丁基甲基丙烯酰胺、N-叔辛基甲基丙烯酰胺、N-辛基甲基丙烯酰胺、N-癸基甲基丙烯酰胺和N-十二烷基甲基丙烯酰胺。在還一實(shí)施方案中，該至少一種堿性有機(jī)化合物選自甲基丙烯酸的氨基乙酯、丁基氨基乙酯、N, N’ -二甲基氨基乙酯和N-叔丁基氨基乙酯。該至少一種可溶性金屬封閉劑可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意方式加入該至少一種天然硅藻土，使得該封閉劑的一種或多種成分至少部分結(jié)合到該天然硅藻土的至少一個(gè)表面和/或與其關(guān)聯(lián)的金屬離子。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種可溶性金屬封閉劑在環(huán)境溫度或在升高的溫度下加入該至少一種天然硅藻土的干粉。在這樣的實(shí)施方案中，該至少一種可溶性金屬封閉劑的一種或多種成分可以快速結(jié)合到該至少一種天然硅藻土的表面和與該至少一種天然硅藻土關(guān)聯(lián)的至少一種金屬離子。在另一實(shí)施方案中，添加該至少一種可溶性金屬封閉劑到該至少一種天然硅藻土不會(huì)顯著影響該天然硅藻土的表面親水性，由此該至少一種可溶性金屬封閉劑不會(huì)顯著影響該硅藻土材料在液-固分離中使用時(shí)的混合特性和/或滲透性。在另一實(shí)施方案中，該至少一種可溶性金屬封閉劑恰好在該至少一種熱處理之前加入到該至少一種天然硅藻土。在還一實(shí)施方案中，至少一種干燥可溶性金屬封閉劑在環(huán)境溫度或在升高的溫度下加入到至少一種干燥天然硅藻土中。在本文中使用時(shí)，“干燥”指水含量少于約5%。熱處理在一個(gè)實(shí)施方案中，在該至少一種天然硅藻土用該至少一種表面金屬封閉劑處理后，對(duì)該經(jīng)處理的硅藻土進(jìn)行至少一種熱處理以產(chǎn)生經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品。在另一實(shí)施方案中，在該至少一種天然硅藻土進(jìn)行至少一種熱處理后，將該經(jīng)熱處理的硅藻土用至少一種表面金屬封閉劑處理以產(chǎn)生經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品。該至少一種熱處理的選擇可以根據(jù)，尤其是，該至少一種天然硅藻土、該至少一種表面金屬封閉劑和期望的最終產(chǎn)品而不同。適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に噷?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并包括現(xiàn)在已知或以后可能發(fā)現(xiàn)的那些。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種熱處理減少了經(jīng)處理的硅藻土中的有機(jī)物和/或揮發(fā)物的量。在另一實(shí)施方案中，該至少一種熱處理是減少經(jīng)處理的硅藻土的可溶性金屬含量的任意處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種熱處理為煅燒。煅燒可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意的適當(dāng)工藝進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，煅燒在低于該至少一種天然硅藻土的熔點(diǎn)的溫度進(jìn)行。在另一實(shí)施方案中，煅燒在該至少一種天然硅藻土的轉(zhuǎn)變溫度或高于轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行，并可導(dǎo)致分解和/或揮發(fā)反應(yīng)。在另一實(shí)施方案中，煅燒在該至少一種天然硅藻土的轉(zhuǎn)變溫度或高于轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行，并可導(dǎo)致相變。在還一實(shí)施方案中， 煅燒在約600°C至約1200°C范圍的溫度下進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在約800°C至約 900°C范圍的溫度下進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在約900°C至約1200°C范圍的溫度下進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在約1000°C的溫度下進(jìn)行。煅燒可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意的適當(dāng)工藝在至少一種煅燒容器中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，煅燒在熔爐中進(jìn)行。在另一實(shí)施方案中，煅燒在反應(yīng)器中進(jìn)行。在另一實(shí)施方案中，煅燒在窯爐中進(jìn)行。在還一實(shí)施方案中，煅燒在旋轉(zhuǎn)窯爐中進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在豎爐(shaft furnace)中進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在多床爐(multiple hearth furnace)中進(jìn)行。在又一實(shí)施方案中，煅燒在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行。硅藻土可以在該至少一種煅燒容器中保留任意適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量。在一個(gè)實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為約4分鐘至約1小時(shí)。在另一實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為約10至約30分鐘。在另一實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為約20分鐘。在另一實(shí)施方案中，該至少一種熱處理為焙燒。焙燒可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意的適當(dāng)工藝在至少一種焙燒容器中進(jìn)行。示例性的焙燒容器包括但不限于預(yù)熱器、急速加熱器、快速煅燒爐(例如，可從FFE Minerals獲得的那些)、快速焙燒反應(yīng)器和環(huán)形床反應(yīng)器(toroidal bed reactor，例如，可從hrftech Ltd.獲得并在例如美國(guó)專利第6，139，313號(hào)中討論的TORBED反應(yīng)器)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種焙燒容器加熱進(jìn)料硅藻土。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種焙燒容器使用至少一種直接加熱機(jī)制，包括但不限于內(nèi)部熱空氣和氣流。在另一實(shí)施方案中，該至少一種焙燒容器使用至少一種間接加熱機(jī)制，包括但不限于外部熱源與本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意的熱傳導(dǎo)表面的結(jié)合。在另一實(shí)施方案中，該至少一種焙燒容器使用由形成本文描述的本發(fā)明產(chǎn)品的另一步驟(包括但不限于稍后的煅燒步驟或在處理車間中的另一工藝)產(chǎn)生的逆流氣流。在焙燒工藝的一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，經(jīng)處理的硅藻土首先在單級(jí)干燥器中干燥，然后將該干燥的經(jīng)處理的硅藻土送至廢物分離器以移除任意的濕的最終廢物；然后該改良的硅藻土以約850下至約1600 °F范圍的溫度在至少一種焙燒容器中焙燒。焙燒可以在任意適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，硅藻土在約850下至約 1600 0F (約427°C至約871°C)范圍的溫度下焙燒。在另一實(shí)施方案中，硅藻土在約900 °F 至約1000 T (約482°C至約538°C)范圍的溫度下焙燒。在另一實(shí)施方案中，硅藻土在約 1200 °F至約1292 0F (約649°C至約700°C )范圍的溫度下焙燒。硅藻土可以在該至少一種焙燒容器中保留任意適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量。在一個(gè)實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為少于約4分鐘。在另一實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為約2分鐘至約3分鐘。 在另一實(shí)施方案中，該保留時(shí)間為約2秒鐘至約10秒鐘。在另一實(shí)施方案中，該至少一種熱處理為微波加熱。在還一實(shí)施方案中，該至少一種熱處理為微波等離子體加熱。在又一實(shí)施方案中，該至少一種熱處理為包含在等離子體中產(chǎn)生兩種高振幅相干電子回旋加速波的微波等離子體加熱。水處理該硅藻土可在該至少一種熱處理之前和/或之后進(jìn)行至少一種水處理。水處理是用于減少硅藻土助濾劑中BSI含量的已知慣例。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種水處理包含噴灑水至含有該助濾劑的散裝容器底部或在包裝期間噴灑水至袋內(nèi)。此類在較高溫度下的水處理通常已知加速BSI減少進(jìn)程， 但由于水處理通常在敞開的容器中進(jìn)行，處理的溫度不可能高于水的沸點(diǎn)。結(jié)果，此類水處理可以包括在硅藻土助濾劑產(chǎn)品是熱的(例如，在150下至200下的溫度范圍)時(shí)噴灑和混合水到硅藻土助濾劑產(chǎn)品中。在另一實(shí)施方案中，該至少一種水處理是在封閉容器中的飽和蒸汽處理。在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“飽和蒸汽”指溫度至少在與周圍壓力相應(yīng)的沸點(diǎn)溫度下的蒸汽。此外，術(shù)語(yǔ) “飽和蒸汽”還指含有機(jī)械地保持懸浮的水的蒸汽，并且該術(shù)語(yǔ)可以和術(shù)語(yǔ)“濕蒸汽”和“霧蒸汽”互換。在飽和蒸汽處理的一個(gè)實(shí)施方案中，該飽和蒸汽處理包含將該硅藻土材料與水混合和將該混合物在封閉容器中加熱以引起水到飽和蒸汽的相轉(zhuǎn)移。在不希望被理論束縛的前提下，飽和蒸汽處理可達(dá)到數(shù)個(gè)處理目標(biāo)。當(dāng)水以氣相施用于硅藻土?xí)r，它通常克服了在常規(guī)水處理中觀察到限制了硅藻土的表面潤(rùn)濕的表面張力。當(dāng)產(chǎn)生凝結(jié)且蒸汽轉(zhuǎn)化為水時(shí)，帶來(lái)的能量轉(zhuǎn)化也可貢獻(xiàn)能量以加速硅藻土的水合作用；由此，硅藻土的溫度不應(yīng)達(dá)到太高的水平，否則凝結(jié)可能不產(chǎn)生。最后，飽和蒸汽中凝結(jié)的水可以保持與硅藻土表面接觸，限制了表面溫度增加時(shí)可能產(chǎn)生的脫水作用。在該飽和蒸汽處理期間的加熱可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的一種或多種合適的技術(shù)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)由烘箱產(chǎn)生的熱來(lái)加熱。示例性的烘箱包括慣用烘箱和常規(guī)烘箱。在另一實(shí)施方案中，通過(guò)直接火焰燃燒裝置加熱。在另一實(shí)施方案中，通過(guò)間接火焰燃燒裝置加熱。在還一實(shí)施方案中，為了減弱加熱的能量需求， 可以在水與硅藻土接觸前升高水的溫度，這樣引起相轉(zhuǎn)移需要較少的能量；因而，加入的水的溫度在大氣壓力下可以高至約99°C。在該飽和蒸汽處理中可以使用任意適當(dāng)量的水。在一個(gè)實(shí)施方案中，水以相對(duì)于硅藻土材料總重量的約0. 至約10%重量范圍的量使用。在另一實(shí)施方案中，水為約至約9%的范圍。在另一實(shí)施方案中，水為約3%至約7%的范圍。在還一實(shí)施方案中，水為約4%至約6%的范圍。用于飽和蒸汽處理的水可以是任意適當(dāng)?shù)念愋?。在一個(gè)實(shí)施方案中，該水為去離子水。在另一實(shí)施方案中，該水為超純水。在另一實(shí)施方案中，該水在與硅藻土材料接觸之前經(jīng)處理以去除或減少任意金屬、毒素和其他不期望的元素。在還一實(shí)施方案中，該水不包括可能升高水的沸點(diǎn)的添加劑如鹽和/或其他不揮發(fā)成分?？赡馨l(fā)生飽和蒸汽處理的壓力為至少約大氣壓力。在一個(gè)實(shí)施方案中，該壓力為約^psig至約70psig的范圍。在另一實(shí)施方案中，該壓力為約30psig至約68psig的范圍。在另一實(shí)施方案中，該壓力為約40psig至約55psig的范圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，該硅藻土材料與飽和蒸汽直接接觸。在另一實(shí)施方案中，該硅藻土材料與飽和蒸汽間接接觸(例如，該蒸汽可接觸含有該硅藻土的封閉容器的外表面)。該飽和蒸汽處理可以進(jìn)行任意適當(dāng)?shù)臅r(shí)間長(zhǎng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，該飽和蒸汽處理持續(xù)約1分鐘至約M小時(shí)。在另一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約M小時(shí)。在另一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約12小時(shí)。在還一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約6小時(shí)。 在又一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約3小時(shí)。在又一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約1小時(shí)。在又一實(shí)施方案中，該處理持續(xù)少于約30分鐘。該飽和蒸汽處理可以包含將該硅藻土材料與另外的水混合。在一個(gè)實(shí)施方案中， 該另外的水促進(jìn)BSI的減少。在另一實(shí)施方案中，該另外的水提供了水合該硅藻土的蒸汽源。在另一實(shí)施方案中，該另外的水產(chǎn)生了硅藻土材料的水性漿料，該漿料隨后用飽和蒸汽加熱。在該飽和蒸汽處理中可以使用任意適當(dāng)量的另外的水。在一個(gè)實(shí)施方案中，另外的水以相對(duì)于硅藻土材料總重量的約0. 至約10%重量的量使用。在另一實(shí)施方案中，該另外的水為約至約9%的范圍。在另一實(shí)施方案中，該另外的水為約3%至約7%的范圍。在還一實(shí)施方案中，該另外的水為約4%至約6%的范圍。該另外的水的溫度為至少約室溫(約20°C)但小于其沸點(diǎn)。金屬含量的測(cè)量硅藻土材料、液體和/或經(jīng)處理液體的金屬含量可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或以后發(fā)現(xiàn)的任意一種或多種不同測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。一些測(cè)量技術(shù)可能是專門針對(duì)某些金屬的；因而，可能需要進(jìn)行多于一種的測(cè)量技術(shù)以分析多種金屬的含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用ASBC方法分析金屬含量。在另一實(shí)施方案中，使用EBC方法分析金屬含量。在另一實(shí)施方案中，使用石墨爐原子吸收光譜(GFAA)方法分析金屬含量。啤酒可溶件鐵含量在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“啤酒可溶性鐵”可以和簡(jiǎn)稱“BSI ”互換，指在液體(例如 EBC方法中使用的KHP溶液)存在時(shí)助濾劑中分離的鐵含量(可按百萬(wàn)分率(ppm)測(cè)量)。由于用ASBC方法分析的助濾劑的BSI含量與用EBC方法分析的不同，可以根據(jù)使用的方法方便地將該BSI稱為ASBC BSI或EBC BSI。在一個(gè)實(shí)施方案中，經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品具有小于約50ppm的EBC BSI水平。在另一實(shí)施方案中，經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品具有小于約25ppm的EBC BSI水平。在另一實(shí)施方案中，經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品具有小于約15ppm 的EBC BSI水平。在還一實(shí)施方案中，經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品具有小于約IOppm的EBC BSI 水平。按照相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)或未處理材料的降低百分率測(cè)量改善的BSI降低可能是有用的。 在一個(gè)實(shí)施方案中，經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品相對(duì)于天然硅藻土具有約45%至約100%范圍的EBC BSI降低百分率。在另一實(shí)施方案中，該EBC BSI降低百分率為約65%至約100% 范圍。在另一實(shí)施方案中，該EBC BSI降低百分率為約75%至約100%范圍。在還一實(shí)施方案中，該EBC BSI降低百分率為約85%至約100%范圍。在又一實(shí)施方案中，該EBC BSI 降低百分率為約95%至約100%范圍。在又一實(shí)施方案中，該EBC BSI百分率降低至不可檢測(cè)的水平。經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品的用途根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品可以用于任意的多種工藝和材料，包括但不限于過(guò)濾和/或催化工藝和組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用作助濾劑組合物的一部分。這樣的助濾劑組合物可任選包含至少一種另外的助濾劑介質(zhì)。適當(dāng)?shù)闹辽僖环N另外的助濾劑介質(zhì)的實(shí)例包括但不限于天然或合成的硅酸鹽或鋁硅酸鹽材料、未改良的硅藻土、咸水硅藻土、膨脹珍珠巖、浮石、天然玻璃、纖維素、活性炭、長(zhǎng)石、霞石正長(zhǎng)巖、海泡石、沸石或粘土。 該至少一種另外的過(guò)濾介質(zhì)可以按任意適當(dāng)?shù)牧看嬖?。在一個(gè)實(shí)施方案中，該至少一種另外的過(guò)濾介質(zhì)以每份經(jīng)處理的硅藻土材料約0.01至約100份至少一種另外的過(guò)濾介質(zhì)存在。在另一實(shí)施方案中，該至少一種另外的過(guò)濾介質(zhì)以約0.1至約10份存在。在另一實(shí)施方案中，該至少一種另外的過(guò)濾介質(zhì)以約0. 5至5份存在。該助濾劑組合物可以形成為片狀、墊狀、筒狀或其他能在過(guò)濾工藝中用作載體或基質(zhì)的整塊的或聚集的介質(zhì)。在助濾劑組合物的制造中的考慮因素可包括多種參數(shù)，包括但不限于該組合物的總BSI、該組合物的中值BSI、顆粒大小分布、孔徑大小、成本和有效性。包含至少一種經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品的助濾劑組合物可以用于多種工藝和組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該助濾劑組合物在過(guò)濾工藝中施用于過(guò)濾隔膜以保護(hù)該隔膜和/ 或改善要過(guò)濾的液體的澄清度。在另一實(shí)施方案中，該助濾劑組合物直接加入到要過(guò)濾的飲料中以增加流速和/或延長(zhǎng)過(guò)濾周期。在另一實(shí)施方案中，該助濾劑組合物在過(guò)濾工藝中用作預(yù)涂層、用在主體加料中，或預(yù)涂層和主體加料二者的結(jié)合。本發(fā)明的經(jīng)熱處理的硅藻土助濾劑產(chǎn)品還可以用在多種過(guò)濾方法中。在一個(gè)實(shí)施方案中，該過(guò)濾方法包含用至少一種經(jīng)熱處理的硅藻土助濾劑預(yù)涂覆至少一個(gè)過(guò)濾部件， 和使要過(guò)濾的至少一種液體與該至少一個(gè)經(jīng)涂覆的過(guò)濾部件接觸。在該實(shí)施方案中，該接觸可包含將該液體通過(guò)該過(guò)濾部件。在另一實(shí)施方案中，該過(guò)濾方法包含將至少一種經(jīng)熱處理的硅藻土助濾劑懸浮在至少一種液體(含有要從該液體中去除的顆粒)中，然后將該助濾劑從濾過(guò)的液體中分離。經(jīng)熱處理的硅藻土助濾劑還可以用于過(guò)濾各種類型的液體，特別是那些會(huì)被過(guò)濾期間的金屬含量增加有害影響的液體。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于知道可能理想地由包含本文公開的經(jīng)熱處理的硅藻土助濾劑的工藝過(guò)濾的液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，該液體為飲料。示例性的飲料包括但不限于基于蔬菜的汁、果汁、蒸餾酒精和基于麥芽的液體。示例性的基于麥芽的液體包括但不限于啤酒和果酒。在另一實(shí)施方案中，該液體是在冷卻時(shí)趨于形成混濁的一種。在另一實(shí)施方案中，該液體是在冷卻時(shí)趨于形成混濁的飲料。在還一實(shí)施方案中，該液體為啤酒。在又一實(shí)施方案中，該液體為油。在又一實(shí)施方案中，該液體為食用油。在又一實(shí)施方案中，該液體為燃料油。在另一實(shí)施方案中，該液體為水，包括但不限于廢水。在另一實(shí)施方案中，該液體為血液。在還一實(shí)施方案中，該液體為清酒。在一個(gè)實(shí)施方案中，還描述了不僅減少該至少一種天然硅藻土中的可溶性金屬含量、還減少被過(guò)濾的至少一種液體介質(zhì)的可溶性金屬含量的方法。在不希望被理論束縛的前提下，我們相信在該至少一種熱處理之后硅藻土表面可以通過(guò)來(lái)自該至少一種表面金屬封閉劑的已結(jié)合或已飽和(impregnate)的磷配體而改性，該磷配體隨后將幫助產(chǎn)生鐵和其他金屬的螯合表面；根據(jù)該機(jī)制，當(dāng)液體經(jīng)過(guò)或通過(guò)包含該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品的助濾劑組合物時(shí)，液體介質(zhì)自身的可溶性金屬含量可被降低。本文公開的經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品還可用于除過(guò)濾之外的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用作填料應(yīng)用中的組分。在另一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用于改變顏料、瓷釉、漆或相關(guān)涂層和罩面漆的外觀和/或性能。在另一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用在造紙和/或紙加工應(yīng)用中。在還一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用于給聚合物提供防阻滯(anti-block)和/或增強(qiáng)性能。在又一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用作研磨劑或用于研磨劑中。在又一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用于磨光(buffing)或用在磨光組合物中。在又一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用于拋光(polishing)或用在拋光組合物中。在另一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用在催化劑的加工和/或制備中。在另一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用作層析載體或其他載體介質(zhì)。在還一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品與其他成分共混、混合或者結(jié)合以制造可用于多種應(yīng)用中的整塊或聚集的介質(zhì)，包括但不限于載體(例如用于微生物固定)和基質(zhì)(例如用于酶固定)。在又一實(shí)施方案中，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品用于塑料，包括但不限于聚烯烴膜(農(nóng)用膜)。在不希望被理論束縛的前提下，該經(jīng)熱處理的硅藻土產(chǎn)品，在一些實(shí)施方案中，由于降低了鐵在塑料中的溶解度或遷移，在包括但不限于薄聚烯烴膜的塑料中提供了更好的紫外光穩(wěn)定性。除非另外指出，在說(shuō)明書包括權(quán)利要求中使用的所有表達(dá)成分?jǐn)?shù)量、反應(yīng)條件等的數(shù)字，應(yīng)當(dāng)理解為在所有場(chǎng)合均被術(shù)語(yǔ)“約”修飾。因而，除非另外指出相反情況，數(shù)值參數(shù)是近似值并且可根據(jù)本發(fā)明尋求獲得的期望性能而不同。絕不限制并且不試圖限制等同于權(quán)利要求范圍的學(xué)說(shuō)的應(yīng)用，每個(gè)數(shù)值參數(shù)都應(yīng)按照有效位數(shù)和通常的舍入方法解釋。可以預(yù)期列出的各種實(shí)施方案的結(jié)合。考慮到本文公開的本發(fā)明的說(shuō)明書和實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施方案對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。我們的意圖是該說(shuō)明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由權(quán)利要求指出。
實(shí)施例鍾在這些實(shí)施例中作為天然硅藻土使用三種天然硅藻土材料樣品=(I)Mexican MNPP (來(lái)自墨西哥的一種天然淡水硅藻土材料)；( 來(lái)自海洋硅藻土材料的美國(guó)爐料；和 (3)來(lái)自中國(guó)淡水硅藻土材料的中國(guó)爐料。這些試驗(yàn)的硅藻土樣品都可從World Minerals, Inc購(gòu)得。這些實(shí)驗(yàn)中使用的含磷化合物列于表1。表 1實(shí)施例中使用的磷酸鹽化合物
權(quán)利要求
1.一種制造低可溶性金屬含量的硅藻土產(chǎn)品的方法，所述方法包含用選自至少一種干燥的含磷化合物的至少一種表面金屬封閉劑對(duì)至少一種干燥的天然硅藻土進(jìn)行至少一種處理；和對(duì)所述經(jīng)封閉劑處理的硅藻土材料進(jìn)行至少一種熱處理。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種干燥的含磷化合物包含至少一種磷酸鹽。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一種磷酸鹽選自三磷酸鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸鉀和磷酸鋁。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一種磷酸鹽為磷酸氫二鈉。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種干燥的含磷化合物以包含所述至少一種含磷化合物的至少一種廢濾餅的形式提供。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述至少一種廢濾餅來(lái)自食品加工。
7.權(quán)利要求1的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料具有小于約40ppm 的可溶性金屬含量。
8.權(quán)利要求7的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料具有小于約20ppm的可溶性金屬含量。
9.權(quán)利要求8的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料具有小于約IOppm的可溶性金屬含量。
10.權(quán)利要求1的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料的可溶性金屬含量比所述至少一種天然硅藻土的可溶性金屬含量小約50 %。
11.權(quán)利要求10的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料的可溶性金屬含量比所述至少一種天然硅藻土的可溶性金屬含量小約70%。
12.權(quán)利要求11的方法，其中按EBC測(cè)量，所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料的可溶性金屬含量比所述至少一種天然硅藻土的可溶性金屬含量小約90%。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種熱處理選自煅燒、助熔劑煅燒、焙燒和微波等離子體加熱。
14.權(quán)利要求13的方法，其中將蘇打灰用作所述助熔劑煅燒中的至少一種助熔劑。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種天然硅藻土用相對(duì)于所述至少一種天然硅藻土重量約0. 5%至約4%范圍的量的所述至少一種表面金屬封閉劑處理。
16.權(quán)利要求1的方法，其中按EBC測(cè)量，所述至少一種天然硅藻土具有大于約75ppm 的可溶性鐵含量。
17.權(quán)利要求1的方法，所述方法進(jìn)一步包含在用至少一種表面金屬封閉劑處理所述至少一種天然硅藻土之前，對(duì)所述至少一種天然硅藻土進(jìn)行至少一種分類步驟。
18.權(quán)利要求1的方法，所述方法進(jìn)一步包含在對(duì)所述經(jīng)磷處理的硅藻土材料進(jìn)行至少一種熱處理之前，對(duì)所述經(jīng)表面劑處理的硅藻土進(jìn)行至少一種水處理。
19.權(quán)利要求1的方法，所述方法進(jìn)一步包含對(duì)所述經(jīng)熱處理的硅藻土進(jìn)行至少一種水處理。
20.一種經(jīng)熱處理的硅藻土材料，所述材料包含至少一種含磷化合物，其中按EBC測(cè)量，所述材料具有小于約40ppm的可溶性金屬含量。
21.一種助濾劑組合物，所述組合物包含權(quán)利要求20所述經(jīng)熱處理的硅藻土材料。
22.一種過(guò)濾液體的方法，所述方法包含將所述液體通過(guò)至少一種濾膜，所述濾膜包含經(jīng)熱處理的硅藻土材料，所述材料包含至少一種含磷化合物，其中按EBC測(cè)量，所述材料具有小于約40ppm的可溶性金屬含量。
23.權(quán)利要求22的方法，其中相對(duì)于所述至少一種硅藻土進(jìn)料的重量，所述至少一種含磷化合物以約0. 2%至約2%范圍的量存在。
24.權(quán)利要求22的方法，其中所述至少一種濾膜進(jìn)一步包含至少一種另外的材料，所述另外的材料選自天然硅酸鹽、合成硅酸鹽、天然鋁硅酸鹽、合成鋁硅酸鹽、未改良的硅藻土、咸水硅藻土、珍珠巖、浮石、天然玻璃、纖維素、活性炭、長(zhǎng)石、霞石正長(zhǎng)巖、海泡石、沸石和粘土。
25.權(quán)利要求22的方法，其中所述液體選自飲料、食用油和燃料油。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述飲料為啤酒。
27.權(quán)利要求25的方法，其中所述飲料為果酒。
28.權(quán)利要求沈的方法，其中按EBC方法測(cè)量，所述啤酒的啤酒可溶性鐵含量減少了至少約70%。
29.權(quán)利要求27的方法，其中所述果酒的可溶性金屬含量減少了至少約70%。
30.一種制造低可溶性金屬含量的硅藻土產(chǎn)品的方法，包含提供至少一種干燥的天然硅藻土；用選自至少一種干燥的含磷化合物的至少一種可溶性金屬封閉劑的至少一種處理；和至少一種熱處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品、降低硅藻土產(chǎn)品中可溶性金屬水平的工藝和使用其的方法。具體的，公開了硅藻土產(chǎn)品，其用至少一種表面金屬封閉劑處理，然后進(jìn)行至少一種熱處理工序以降低與其關(guān)聯(lián)的可溶性金屬水平。此類含有降低的可溶性金屬水平的硅藻土產(chǎn)品可用于多種應(yīng)用，包括但不限于作為助濾劑材料。
文檔編號(hào)C04B12/00GK102239125SQ200980147781
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者陸杰 申請(qǐng)人:世界礦物公司