天然高纯度的硅藻土矿很少见。多数硅藻土矿要进行选矿加工后才能满足应用领域的需要。硅藻土选矿的目的是除去石英、长石等碎屑矿物、氧化铁类矿物、粘土类矿物以及有机质，以富集硅藻。
选矿方法的选用以杂质矿物的种类、性质产品的纯度要求而定。
对于主要含石英、长石类碎屑矿物、粘土含量很少、硅藻含量较高的硅藻原土，可采用简单的旋风分离法，即在干燥和选择性粉碎后采用旋风分离器或空气离心分选机进行选别;也可以采用湿式重力沉降或离心沉降的方法进行选别，原则工艺流程是：硅藻原土→擦洗制浆→重力沉降离心沉降;如果原土中含有铁质矿物，可在重力或离心沉降后增设磁选除铁作业。
含粘土硅藻土和粘土质硅藻原土的选矿提纯是硅藻土选矿的重点和难点所在，重点在于我国绝大多数的硅藻土矿床属含粘土硅藻土和粘土质硅藻土，难点在于硅藻壳体与粘土颗粒的解离和分选。目前在工业上应用的一种成功的工艺是：擦洗制浆→稀释→沉淀分离→负压脱水→热风干燥→精细分级→硅藻精土。
首先用擦洗搅拌机将原土加水搅拌成浓矿浆，其矿浆浓度(固含量)为30～45%;加水稀释矿浆至10～20的浓度后给入高速分散机内，同时按原土重量加入分散剂：茶碱0.003～0.005%，模数大于3.2的水玻璃0.1～0.2%;然后将矿浆以1～1.5m/min的流速依次送入初分离器、二次分离器、精分离器中沉淀分离，矿浆在各分离器中的浓度依次为10～20%、10～18%和解～10%;收集湿硅藻精土进行过滤干燥后即得硅藻精土。
该工艺稀释作业加入的水玻璃成分可用六偏磷酸钠代替，其量是0.02～0.04%;沉淀分离为流动与静止交叉进行，以便使粘土和碎屑矿物与硅藻彻底分离，获取高纯度硅藻精土。沉淀分离设备由三级分离器组成，其中初分离器由其内设有控制板的沉降沟池以及与该沟池粗砂池构成;二次分离器由其内设有控制板、其底部设为曲凹面的多条平行沟池组合而成;精分离器由其内设有控制闸板，两端各设有放浆沟和排泥沟的带多个拐角的沉降沟池构成。
该工艺可对各种不同硅藻含量的含粘土硅藻土和粘土质低品位硅藻原土进行精选，精土硅藻含量可达到85%以上，而且回收率较高。此外，选矿废水经澄清处理后可循环使用，不污染环境。
对于纯度要求很高的硅藻精土，在用物理方法精选后还须采用化学方法进一步提纯。目前化学提纯主要采用酸浸法，一般使用硫酸，也可适量添加氢氟酸，加温反应一定时间，使硅藻土中含Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO粘土矿物杂质与酸作用，生成可溶性盐类，然后压滤、洗涤并干燥，即得到较高纯度的硅藻精土。酸浸法可将硅藻土的二氧化硅含量提高到95%以上，Al2O3降低到1%以下，Fe2O3、CaO、MgO均降低到0.3%以下。酸浸法的缺点是废酸水量较大，须经处理才能排放。
对于有机质含量较高的粘土质硅藻土，如我国云南寻甸硅藻土矿，采用煅烧工艺可以显著提高硅藻土的纯度。
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