CN102976387A - 改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，首先用精细石灰乳对燃烧工段来的浊绿液进行预处理，然后加入苛化石灰乳进行苛化，制得碱回收白泥悬浮液；将白泥悬浮液通入白泥预挂机或真空洗浆机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后筛除去大颗粒粗渣；接着将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后的白泥悬浮液进行解絮与二次碳化；最后加入漂白剂反应，过筛制得白泥碳酸钙，本发明利用精细石灰乳对绿液预处理，使绿液中的固形物在生成沉淀的过程中被协同沉淀，消除这些固形物对白泥白度的影响，将苛化石灰乳引入的有色金属离子形成的有色物质保留在苛化白泥中，在二次碳化后进行漂白消除其颜色，提高白泥白度，实现纸张填料用白泥碳酸钙的精制。
Description
技术领域
本发明涉及麦草制浆碱回收白泥的高值化利用，特别涉及一种改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺。
背景技术
造纸白泥是指碱回收过程中的绿液和消石灰发生苛化反应后生成的沉淀碳酸钙，因含有一定的水，故称为白泥，我国造纸行业每年的白泥产生量超过了400万吨。作为碱回收过程产生的残余物，白泥中含有大量的CaCO3，也含有少量的碱性物质及其他成分。由于草类原料的硅含量远高于木材原料，使草类原料碱回收白泥硅含量高，煅烧后的生石灰易板结，循环利用难以实施，大多数企业对碱回收白泥均采用外运填埋或者直接排放。然而，将白泥作为固体废弃物简单填埋，不仅占用大量场地，同时白泥所含碱水也会通过挤压渗出，渗入地下水，污染地下水源；而直接排放会带来河道淤集、水体污染等。显然，填埋与直接排放容易产生二次污染，不能满足环保要求。
从现有研究来看，将白泥精制制备为造纸用的填料碳酸钙是一种污染物的高效资源化利用途径，不仅可以有效防止二次污染，同时可以降低纸张生产成本。然而，从目前国内的制精制纸张碳酸钙填料生产线来看，所制备的碳酸钙白度较低，作为填料使用后纸张的增白压力大。麦草浆白泥碳酸钙白度低，主要是由于绿液中的固形物杂质所带来的。虽然澄清处理能够有效去除固形物，但由于绿液在连续化生产线上的澄清时间有限；同时，绿液中粒度小、类似于胶体的绿泥沉降速度慢，难以在短时间内被澄清去除，从而使澄清后的绿液清液中仍含有一定量的固形物。从现有技术来看，为了消除绿液固形物杂质对碱回收白泥白度的影响，主要通过絮聚共沉来对绿液进行净化，去除固形物，如申请的中国发明专利CN1441117A、CN1436894A等，这些方式能够有效去除绿液中的固形物杂质，提高白泥白度，但所得白泥白度仍低于商品沉淀碳酸钙白度，不利于高白度纸张的生产。利用氧化剂对绿液中的S2-进行氧化，使反应体系中的Fe3+不被还原为墨绿色的Fe2+，可以提高白泥的白度。然而，这种方式，首先消耗了苛化反应体系的S2-，使生成的白液中没有Na2S，影响了白液的二次制浆效果；同时，这种方式将在绿液中产生硫单质，从而使绿液变为白色的乳浊液，不利于苛化后白泥的洗涤，生产操作难度较大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，利用漂白剂对白泥进行漂白，将白泥中由石灰、绿液等反应原理所带入的S2-、Fe2+等发色物质进行氧化，使这些色泽较深的物质转变为白色或是色泽较浅的物质，从而提高碱回收白泥白度，实现纸张填料用白泥碳酸钙的精制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，包括：
1）制备石灰乳
2）绿液预处理
将燃烧工段来的浊绿液置于预处理器，在温度40-80℃下，加入0.1-0.3%（以绿液中的Na2O质量计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间1-8小时，制备净化后绿液；
3）在净化后的绿液中加入石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度100-700转/分钟，温度40-95℃，时间1-4小时，制得碱回收白泥悬浮液；
4）将所得白泥悬浮液通入白泥预挂机或真空洗浆机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后过400~800目筛网，除去大颗粒粗渣；
5）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后的白泥悬浮液，控制pH值8-10.5，CO2压力0.1-0.5MPa，进行解絮与二次碳化；
6）二次碳化后的白泥，加入0.01-0.2%（以白泥中的CaCO3质量计）的漂白剂进行反应，反应0.1-2小时后过400~800目筛网备用。
其中所述石灰乳制备过程如下：
（1）将石灰粉碎后利用100-400目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备绿液预处理用；
（2）过筛后的粗大石灰加水进行消化，利用100-400目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质后备绿液苛化用。
所述苛化过程中，石灰乳加入量按照石灰乳中Ca(OH)2含量与碳酸钠化学反应理论量的100%~110%
所述漂白剂为过氧化氢、二氧化硫、亚硫酸盐、连二亚硫酸钠、甲脒亚磺酸以及次氯酸盐中的一种，或为多种的任意比混合物。
从现有技术来看，通过去除控制绿液中的固形物，能够有效提高碱回收白泥白度，但其白度仍不能达到沉淀碳酸钙的白度指标。通过研究发现，其白度偏低，主要是绿液及石灰中含有微量的Fe3+，由于绿液中同时存在微量的S2-，从而使Fe3+容易被氧化成色泽明显的Fe2+，从而使白泥的白度难以进一步提高。尤其是在麦草浆碱回收过程中，为了弥补碱不足，燃烧时补加芒硝，将严重影响白泥白度。
与现有技术相比，本发明首先利用精细石灰乳对绿液进行预处理，使绿液中的固形物在加入精细石灰乳生成沉淀的过程中被协同沉淀，消除这些固形物对白泥白度的影响。将苛化石灰乳所引入的有色金属离子形成的有色物质保留在苛化白泥中，在二次碳化后进行漂白，改变这些有色金属离子化合物中的离子价态，从而消除其颜色，使之转变为白色或是色泽较浅的物质，提高白泥白度，实现纸张填料用白泥碳酸钙的精制。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细的说明。
实施例1：
（1）将石灰粉碎后利用400目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰进行消化，利用400目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质后备绿液苛化用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于预处理器，在温度70℃下，加入0.2%（对绿液中的Na2O质量计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间8小时；
（4）在净化后的绿液中加入理论反应量105%的石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度300转/分钟，温度85℃，时间4小时，制得碱回收白泥悬浮液；
（5）将所得白泥悬浮液通入真空洗浆机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后过800目筛网，除去大颗粒粗渣；
（6）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后的白泥悬浮液进行解絮与二次碳化，控制pH值9.5、CO2压力0.3MPa，进行解絮与二次碳化；
（7）二次碳化后的白泥，加入0.2%（对白泥中的CaCO3质量计）的过氧化氢进行反应，反应1小时后过800目筛网备用。
实施例2：
（1）将石灰粉碎后利用300目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰进行消化，利用200目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质后备绿液苛化用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于预处理器，在温度60℃下，加入0.1%（对绿液中的Na2O质量计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间6小时；
（4）在净化后的绿液中加入理论反应量107%的石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度500转/分钟，温度75℃，时间3小时，制得碱回收白泥悬浮液；
（5）将所得白泥悬浮液通入真空洗浆机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后过600目筛网，除去大颗粒粗渣；
（6）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后的白泥悬浮液进行解絮与二次碳化，控制pH值10、CO2压力0.4MPa；
（7）二次碳化后的白泥，加入0.1%（对白泥中的CaCO3质量计）的连二亚硫酸钠进行反应，反应0.5小时后过600目筛网备用。
实施例3：
（1）将石灰粉碎后利用200目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰进行消化，利用100目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质后备绿液苛化用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于预处理器，在温度50℃下，加入0.15%（对绿液中的Na2O质量计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间4小时；
（4）在净化后的绿液中加入理论反应量110%的石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度400转/分钟，温度50℃，时间4小时，制得碱回收白泥悬浮液；
（5）将所得白泥悬浮液通入白泥预挂机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后过600目筛网，除去大颗粒粗渣；
（6）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后白泥悬浮液进行解絮与二次碳化，控制pH值10.5、CO2压力0.2MPa；
（7）二次碳化后的白泥，加入0.15%（对白泥中的CaCO3质量计）的甲脒亚磺酸进行反应，反应1.5小时后过800目筛网备用。
所制白泥测定结果如下：
| 指标名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 白度(%) | 92.5 | 91.2 | 91.7 |
| pH值 | 9.3 | 9.9 | 9.7 |
| 沉降体积(mL/g) | 4.9 | 6.2 | 3.7 |
| 平均粒度(μm) | 5.1 | 6.4 | 5.9 |
Claims (4)
1.一种改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，包括：
1）制备石灰乳
2）绿液预处理
将燃烧工段来的浊绿液置于预处理器，在温度40-80℃下，加入0.1-0.3%（以绿液中的Na2O质量计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间1-8小时，制备净化后绿液；
3）在净化后的绿液中加入石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度100-700转/分钟，温度40-95℃，时间1-4小时，制得碱回收白泥悬浮液；
4）将所得白泥悬浮液通入白泥预挂机或真空洗浆机进行白泥与白液分离，并对白泥进行洗涤，然后过400~800目筛网，除去大颗粒粗渣；
5）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛后的白泥悬浮液，控制pH值8-10.5，CO2压力0.1-0.5MPa，进行解絮与二次碳化；
6）二次碳化后的白泥，加入0.01-0.2%（以白泥中的CaCO3质量计）的漂白剂进行反应，反应0.1-2小时后过400~800目筛网备用。
2.根据权利要求1所述改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，其特征在于，所述石灰乳制备过程如下：
（1）将石灰粉碎后利用100-400目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备绿液预处理用；
（2）过筛后的粗大石灰加水进行消化，利用100-400目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质后备绿液苛化用。
3.根据权利要求1所述改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，其特征在于，所述苛化过程中，石灰乳加入量按照石灰乳中Ca(OH)2含量与碳酸钠化学反应理论量的100%~110%。
4.根据权利要求1所述改进的造纸填料用白泥碳酸钙制备工艺，其特征在于，所述漂白剂为过氧化氢、二氧化硫、亚硫酸盐、连二亚硫酸钠、甲脒亚磺酸以及次氯酸盐中的一种，或为多种的任意比混合物。
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