JP2009001438A - Method for producing calcium carbonate - Google Patents
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Abstract
【課題】クラフト法によるパルプ製造工程で得られる緑液に、生石灰または生石灰を水酸化ナトリウム含有液と反応させて得た消和液を添加してこれを苛性化した際に生成する石灰スラッジから、製紙用填料あるいは塗被紙用顔料として使用可能な不純物の含まれない高白色度の炭酸カルシウムを取得する方法を提供することを課題とする。
【解決手段】クラフト法によるパルプ製造工程で得られる緑液を、生石灰または生石灰を水酸化ナトリウム含有液と反応させて得た消和液にて苛性化し生成する石灰スラッジから炭酸カルシウムを製造する方法において、石灰スラッジを、白液回収工程を経た後、高温熱風を使用したサイクロンを通すことによって石灰スラッジを乾燥させると共に、不純物が分離された高白色度の石灰スラッジを得ることを特徴とする炭酸カルシウムの製造方法。また、サイクロンに用いられる高温熱風は、キルンからの排熱を利用したものであることが好ましい。
【選択図】なしFrom lime sludge produced when caustic liquid is obtained by adding quick lime or a slaked liquid obtained by reacting quick lime with a sodium hydroxide-containing liquid to the green liquor obtained in the pulp manufacturing process by the kraft method. Another object of the present invention is to provide a method for obtaining high-whiteness calcium carbonate containing no impurities that can be used as a papermaking filler or a coated paper pigment.
A method for producing calcium carbonate from lime sludge produced by causticizing and producing green liquor obtained in a pulp production process by the kraft method with a lime or a slaked liquid obtained by reacting quick lime with a sodium hydroxide-containing liquid. The lime sludge is subjected to a white liquor recovery step and then passed through a cyclone using high-temperature hot air to dry the lime sludge and to obtain a high-whiteness lime sludge from which impurities are separated. A method for producing calcium. Moreover, it is preferable that the high temperature hot air used for a cyclone utilizes the exhaust heat from a kiln.
[Selection figure] None
Description
本発明は、クラフト法によるパルプ製造工程で得られる緑液に、生石灰または生石灰を水酸化ナトリウム含有液と反応させて得た消和液を添加してこれを苛性化した際に生成する石灰スラッジから、製紙用填料あるいは塗被紙用顔料として使用可能な不純物の含まれない高白色度の炭酸カルシウムを取得する方法に関する。 The present invention is a lime sludge produced when adding caustic liquid obtained by reacting quick lime or quick lime with a sodium hydroxide-containing liquid to the green liquor obtained in the pulp manufacturing process by the kraft method and causticizing it. The present invention relates to a method for obtaining high whiteness calcium carbonate free of impurities that can be used as a papermaking filler or a coated paper pigment.
炭酸カルシウムは、塗被紙用顔料として、あるいは製紙用填料として、従前から広く使用されているが、この種の炭酸カルシウムは、化学的に合成して得られる軽質炭酸カルシウムと、天然より産出する石灰石を湿式粉砕した重質炭酸カルシウムとに大別することができる。軽質炭酸カルシウムは、炭酸ガス法によって製造するのが一般的であり、反応条件を変化させることによって、粒子径や形状をコントロールできる利点があるものの、重質炭酸カルシウムに比較して高価である。一方、重質炭酸カルシウムは、軽質炭酸カルシウムより安価であるばかりでなく、塗被組成物に高配合してもその塗工作業に支障をきたさないため、塗被紙用顔料として多用されている。 Calcium carbonate has been widely used as a pigment for coated paper or as a filler for papermaking. This type of calcium carbonate is produced from light calcium carbonate obtained by chemical synthesis and from nature. It can be roughly classified into heavy calcium carbonate obtained by wet pulverization of limestone. Light calcium carbonate is generally produced by the carbon dioxide method, and has the advantage that the particle diameter and shape can be controlled by changing the reaction conditions, but it is more expensive than heavy calcium carbonate. On the other hand, heavy calcium carbonate is not only cheaper than light calcium carbonate, but it is frequently used as a pigment for coated paper because it does not hinder the coating operation even if it is highly blended in the coating composition. .
ところで、炭酸ガス法を代表例とする合成法や天然鉱物に頼らない炭酸カルシウム源としては、クラフト法によるパルプ製造工程で副生される緑液を、生石灰にて苛性化した際に生成する石灰スラッジがある。この石灰スラッジは、不定形の炭酸カルシウム粒子が凝集した塊状物であり、その主成分は炭酸カルシウムであるので、夾雑物を全く含まない又は殆ど含まない石灰スラッジとして精製させることができれば、これを適宜粉砕することにより、製紙用填料として、あるいは高濃度で粉砕することにより塗被紙用顔料として使用可能な高白色度の炭酸カルシウムを得ることができる。 By the way, as a calcium carbonate source that does not rely on synthetic methods and natural minerals, such as the carbon dioxide method as a representative example, lime produced when causticized green liquor by-produced in the pulp manufacturing process by the kraft method is calcined with quick lime. There is sludge. This lime sludge is a lump of agglomerated amorphous calcium carbonate particles, the main component of which is calcium carbonate. Therefore, if the lime sludge can be purified as lime sludge with little or no impurities, it can be purified. By appropriately pulverizing, high whiteness calcium carbonate that can be used as a papermaking filler or as a pigment for coated paper can be obtained by pulverizing at a high concentration.
緑液を生石灰で苛性化した際に生成する石灰スラッジに、夾雑物を持ち込まないようにする従来技術としては、緑液の苛性化に先立ち、当該緑液中に空気を吹き込み、夾雑する遊離カーボンなどの黒色浮遊物を凝集させて緑液を清澄化させる方法が、既に提案されている(特許文献1参照)。しかし、空気吹込みによって凝集させ得る成分は、緑液中の夾雑物の一部でしかないので、この方法では、高品質の炭酸カルシウムを回収する上で一定の限界がある。 Prior art to prevent contaminants from being introduced into the lime sludge produced when causticized green liquor with quick lime is free carbon that is contaminated by blowing air into the green liquor prior to causticization of the green liquor. A method for clarifying the green liquor by aggregating black suspended matters such as the above has already been proposed (see Patent Document 1). However, since the components that can be agglomerated by blowing air are only a part of the contaminants in the green liquor, this method has certain limitations in recovering high-quality calcium carbonate.
また、下記の特許文献2には、製紙用填料に使用できる炭酸カルシウムを、上記の石灰スラッジから製造する方法として、石灰スラッジに夾雑するシリカ及び不溶解物質含有量を所定量以下とし、シリカや不溶解物質の少ないこの石灰スラッジを粉砕することが開示されている。そして、シリカや不溶解物質の少ない石灰スラッジを取得する方法として、静置又はろ過手段による緑液の清澄化が記載されている。しかしながら、この公知文献は、緑液の清澄化をどの程度進めれば、着色夾雑物が少ない高品質の炭酸カルシウムからなる石灰スラッジが得られるかを、具体的に教示していない。 In addition, in Patent Document 2 below, as a method for producing calcium carbonate that can be used as a filler for papermaking from the above lime sludge, the content of silica and insoluble substances in the lime sludge is set to a predetermined amount or less. It is disclosed to grind this lime sludge with low insoluble material. And as a method of acquiring lime sludge with few silica and insoluble substances, clarification of green liquor by standing or filtering means is described. However, this known document does not specifically teach how much clarification of the green liquor can be achieved to obtain lime sludge composed of high-quality calcium carbonate with little colored impurities.
さらにパルプ製造工程で得られる緑液を、緑液200gを孔径1μmのガラス繊維製ろ紙に通過させ、ろ紙上に残るろ過残渣乾燥物を分光白色度測色計で測定した明度が50以上に保持されるよう、清澄化処理する工程と小粒子化された石灰スラッジのスラリーを、アルカリ成分の除去を目的とする水洗工程に供給し、排出されるろ液のpHが11.0以下になるまで洗浄し且つ脱水する工程を組み合わせ、塗被紙用顔料を精製しようとする方法が提案されているが、苛性化工程は複雑であり、以降の工程からも不純分は混入するため、この方法によっても塗被紙用顔料として必要とされる白色度に到達することは困難である(特許文献3)。 Furthermore, the green liquor obtained in the pulp production process is passed through 200 g of green liquor through a glass fiber filter paper having a pore diameter of 1 μm, and the lightness of the filtered residue remaining on the filter paper measured by a spectral whiteness colorimeter is maintained at 50 or more. The clarification treatment step and the pulverized lime sludge slurry are supplied to a water washing step for the purpose of removing alkali components until the pH of the discharged filtrate becomes 11.0 or less. A method for purifying coated paper pigments by combining washing and dehydration processes has been proposed, but the causticizing process is complicated, and impurities are mixed in from the subsequent processes. However, it is difficult to reach the whiteness required as a pigment for coated paper (Patent Document 3).
さらに、下記の特許文献4には、緑液を65℃以上の温度でろ過して緑液に含まれる固形不純物を予め除去した後、ろ液に相当する緑液に生石灰を加えて消和を行って未反応物質を除去し、しかる後、液中の炭酸カルシウムを粉砕又は粉砕することなく回収し、これを80℃以上の温水で洗浄した後、粉砕処理と酸化剤による漂白処理を施すことからなる炭酸カルシウムの回収方法が記載されている。しかし、この方法は、回収する炭酸カルシウムの粒度が微細すぎて、苛性化本来の目的つまり白液製造に大きな難点が生じてしまうという欠点がある。このようなことから、その実用化は困難である。 Further, in Patent Document 4 below, the green liquor is filtered at a temperature of 65 ° C. or higher to remove solid impurities contained in the green liquor in advance, and then quick lime is added to the green liquor corresponding to the filtrate to eliminate the liquid. To remove unreacted substances, and then recover the calcium carbonate in the liquid without crushing or crushing, washing it with warm water of 80 ° C or higher, and then crushing and bleaching with an oxidizing agent. A method for recovering calcium carbonate is described. However, this method has a drawback that the particle size of the calcium carbonate to be recovered is too fine, and the main purpose of causticization, that is, the production of white liquor, is very difficult. For this reason, its practical use is difficult.
さらに、下記の特許文献5には、クラフト蒸解パルプの製造に際して、苛性化工程から得られる塊状の石灰スラッジを水中に分散し、濃度20〜70質量%となるように調整後、湿式粉砕処理する記載がなされているが、水中に分散し、20〜70質量%の濃度にしてしまうと、濃度が低すぎて、塗工用に用いることはもちろん、填料用に用いることも難しくなり、後工程として、脱水、乾燥工程を付加するとなると、経済的に大きな負担を要するものであった。 Furthermore, in the following Patent Document 5, in the production of kraft digested pulp, massive lime sludge obtained from the causticizing step is dispersed in water, adjusted to a concentration of 20 to 70% by mass, and then wet pulverized. Although described, when dispersed in water to a concentration of 20 to 70% by mass, the concentration is too low to be used for coating as well as for filler, and the post-process As a result, adding a dehydration and drying process would require a large financial burden.
さらに、プロセスの消和、苛性化反応の部分で、再利用の為の別ラインを形成し、反応を制御して微細な炭酸カルシウムを得て、これを填料用などに用いる記載がなされているが、苛性化工程から別ラインを作るという大きな設備投資が必要となると同時に、塗工層用の顔料として用いる場合には、その濃度を高くする必要があるために、後工程として、脱水、乾燥工程を付加する必要があり、経済的に適さなかった(特許文献6〜8)。
本発明の課題は、上記した従来技術の問題点を考慮すると共に、クラフト法によるパルプ製造工程で副生される石灰スラッジの性状、特にこれに夾雑する成分の種類や量が、蒸解する木材の種類やパルプ廃液である黒液の濃縮物を燃焼させる際の燃焼条件や補助燃料の種類などによって変化することにも配慮して、石灰スラッジに夾雑する着色成分の種類や量が変化しても、常に着色夾雑物が少ない石灰スラッジを回収することが出来、更にこの工程をプロセスの廃熱回収工程設備を用いることで行うという、経済的にも優れている、製紙用填料又は塗被紙用顔料として使用可能な、白色度が90%以上である高白色度の炭酸カルシウムを容易に製造できる方法を提供することにある。 The object of the present invention is to consider the above-mentioned problems of the prior art, and the properties of lime sludge produced as a by-product in the pulp manufacturing process by the kraft method, in particular, the type and amount of components contaminated therewith, Even if the type and amount of coloring components contaminated in lime sludge change, considering the type and the type of pulp black liquor, the combustion condition when burning the concentrate, and the type of auxiliary fuel. It is possible to collect lime sludge with little colored impurities, and this process is performed by using the waste heat recovery process equipment of the process, which is economically superior, for papermaking filler or coated paper It is an object of the present invention to provide a method capable of easily producing high whiteness calcium carbonate having a whiteness of 90% or more that can be used as a pigment.
クラフト法における緑液に生石灰または消和液を加えて生成される石灰スラッジは、通常、パルプ製造工程に使用される白液(水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を主成分として含む)から分離され、次いで弱液(アルカリ成分)の回収を目的として、1段の希釈脱水洗浄工程に付されるのが通常である。これまで提案されている苛性化工程から副生する石灰スラッジの精選方法は希釈、或いは置換洗浄方法にのみよっており未然カーボンなどの不純分は本来不溶性であり、上記の方法では紙用填料、顔料として使用する高白色度の炭酸カルシウムは精製できない。 The lime sludge produced by adding quick lime or slaked liquid to the green liquor in the kraft method is usually from white liquor (sodium hydroxide, sodium sulfide, sodium carbonate, etc. as the main component) used in the pulp manufacturing process. It is usually separated and then subjected to a one-stage dilution dehydration washing step for the purpose of recovering a weak liquid (alkali component). So far, the method of selecting lime sludge produced as a by-product from the causticization process is based solely on dilution or replacement cleaning methods, and impurities such as carbon are inherently insoluble. In the above method, paper fillers and pigments are used. The high-whiteness calcium carbonate used as can not be purified.
本発明に係る炭酸カルシウムの製造方法の一つは、これらクラフト法によるパルプ製造工程で得られる緑液を、消和生石灰液にて苛性化し、生成する石灰スラッジを固液分離して炭酸カルシウムを製造する方法において、石灰スラッジを、白液回収工程とアルカリ成分の回収工程を経た後、キルンからの排熱を利用したサイクロンによって未燃カーボンなどの不純物を排ガスと共に分離し、それと同時に乾燥化された石灰スラッジを得ることを特徴とする。 One of the methods for producing calcium carbonate according to the present invention is to causticize the green liquor obtained in the pulp production process by these kraft methods with slaked quick lime liquid, and separate the produced lime sludge into solid and liquid to obtain calcium carbonate. In the manufacturing method, the lime sludge is subjected to a white liquor recovery process and an alkali component recovery process, and then an unburned carbon and other impurities are separated from the exhaust gas by a cyclone using exhaust heat from the kiln and simultaneously dried. It is characterized by obtaining lime sludge.
本発明の方法は苛性化から副生する石灰スラッジから、高温熱風を利用したサイクロンを通すことにより未燃カーボンなどの不純分を分離除去することにより、従来法では取得することが困難であった高品質の炭酸カルシウムを、容易に製造することができる。 The method of the present invention is difficult to obtain by the conventional method by separating and removing impurities such as unburned carbon from a lime sludge by-produced from causticization by passing a cyclone using high-temperature hot air. High quality calcium carbonate can be easily produced.
最初に、木材チップから紙の素材となるパルプ繊維を製造するプロセスを概説する。クラフト法によるパルプ製造プロセスでは、苛性ソーダと硫化ソーダを主成分とする蒸解薬液を収めた蒸解釜中で、木材チップが高温・高圧下にて蒸煮される。この蒸煮によって、木材に含まれるリグニンなどの成分は蒸解薬液に溶出され、目的物であるパルプ繊維は、この薬液に分散した状態で蒸解釜から取り出されるので、これを固液分離することにより、紙の素材となるパルプ繊維が取得される。そして、固液分離によりパルプ繊維から分離されたパルプ廃液(黒液と呼ばれる)は、薬品回収および熱回収の目的で、多重効用缶などで濃縮され、黒液回収ボイラーで燃焼せしめられる。 First, an overview of the process for producing pulp fibers, which are used as paper materials, from wood chips will be given. In the kraft pulp production process, wood chips are cooked at high temperature and pressure in a digester that contains a cooking chemical mainly composed of caustic soda and sodium sulfide. By this cooking, components such as lignin contained in the wood are eluted in the cooking chemical, and the target pulp fiber is taken out from the cooking kettle in a state dispersed in this chemical, so by separating it into solid and liquid, Pulp fibers that are the raw material of the paper are acquired. Then, the pulp waste liquid (referred to as black liquor) separated from the pulp fiber by solid-liquid separation is concentrated by a multi-effect can etc. for the purpose of chemical recovery and heat recovery, and burned in a black liquor recovery boiler.
濃縮黒液の燃焼で生成するスメルト(炭酸ナトリウム及び硫化ナトリウムを主成分とする無機溶融物)を、後述する弱液に溶解させたものが所謂緑液であって、通常のパルプ製造プロセスでは、この緑液に含まれるドレッグス(不溶性夾雑物)を沈降分離し、ドレッグスが分離除去された緑液は、これに生石灰を投入する苛性化工程に供され、当該工程で生起する消和反応と苛性化反応により、石灰スラッジが生成される。通常の工程ではこの消和反応と苛性化反応は同時に行われる。 A solubilized smelt produced by burning concentrated black liquor (inorganic melt mainly composed of sodium carbonate and sodium sulfide) dissolved in a weak liquid described later is a so-called green liquor, and in a normal pulp manufacturing process, The green liquor from which the dregs (insoluble impurities) contained in this green liquor are settled and separated, and the dregs are separated and removed is subjected to a causticizing step in which quick lime is added to the green liquor. Lime sludge is produced by the chemical reaction. In a normal process, the soothing reaction and the causticizing reaction are performed simultaneously.
次にこの石灰スラッジを含むスラリーを固液分離し、その液状成分に含まれる水酸化ナトリウム及び硫化ナトリウムは、白液として木材チップの蒸解に再利用される。一方、液状成分から分離された石灰スラッジは、ロータリーキルン、カルサイナーなどで焼成されて生石灰に転化し、その生石灰は緑液の苛性化工程に循環使用される。分離されたドレッグスや石灰スラッジを洗浄した際に得られる液状成分は弱液として、上記したスメルトの溶解に使用される。 Next, the slurry containing the lime sludge is subjected to solid-liquid separation, and sodium hydroxide and sodium sulfide contained in the liquid component are reused as a white liquor for cooking wood chips. On the other hand, the lime sludge separated from the liquid component is baked by a rotary kiln, a calsiner or the like and converted into quick lime, and the quick lime is circulated and used in the causticizing process of the green liquor. The liquid component obtained when the separated dregs or lime sludge is washed is used as a weak solution for dissolving the above-described smelt.
連続操業されている通常のパルプ製造プロセスでは、蒸解工程で消失するナトリウム分及び硫黄分を補う目的で、例えば、硫酸ナトリウムを添加することと、緑液の苛性化に使用する生石灰が不足している場合には、これを系外から補充することを除いて、蒸解に必要な薬品は、緑液の苛性化工程で回収される白液で賄い、緑液の苛性化に必要な生石灰は、当該苛性化工程で生成される石灰スラッジの焼成物で賄うのが一般的である。 In the normal pulp production process that is operated continuously, for example, sodium sulfate is added to compensate for sodium and sulfur lost in the cooking process, and there is not enough quick lime to causticize the green liquor. In this case, the chemicals required for cooking are covered with white liquor collected during the causticization process of the green liquor, and the quicklime required for causticization of the green liquor, Generally, it is covered with a calcined product of lime sludge produced in the causticizing step.
しかし、パルプ製造プロセスで副生される石灰スラッジを、炭酸カルシウムの供給源として考えた場合、特に紙用の填料、顔料として使用されるに必要な白色度が高い炭酸カルシウムの供給源として考えた場合には、ドレッグス成分にかなり含まれる有色の未燃カーボンや金属塩が炭酸カルシウムの白色度に大きく影響することから、石灰スラッジに含まれるドレッグス成分の多寡が極めて重要である。石灰スラッジよりこのドレッグス成分を洗浄などの方法により分離精選して炭酸カルシウムとして再生する提案がなされているがドレッグス成分は基本的に不溶性であり希釈洗浄、あるいは置換洗浄などの方法はドレッグス成分の分離精選には無力である。
本発明は、高温熱風を利用したサイクロンを通すことによって、石灰スラッジを乾燥させると共に、未燃カーボンなどの不純物を完全に分離、清浄化し、紙用填料、或いは塗被紙用顔料として使用できる水準の白色度にまで向上することを要件とする。
However, when lime sludge produced as a by-product in the pulp manufacturing process is considered as a source of calcium carbonate, it is considered as a source of calcium carbonate having a high whiteness necessary for use as a filler and pigment for paper. In some cases, the color of unburnt carbon and metal salts that are considerably contained in the dregs component greatly affects the whiteness of the calcium carbonate, so the amount of the dregs component contained in the lime sludge is extremely important. A proposal has been made to separate this dregs component from lime sludge by a method such as washing and regenerate it as calcium carbonate, but the dregs component is basically insoluble, and dilute washing or displacement washing can be used to separate the dregs component. It is powerless for careful selection.
In the present invention, the lime sludge is dried by passing a cyclone using high-temperature hot air, and impurities such as unburned carbon are completely separated and purified, and can be used as a paper filler or a coated paper pigment. It is a requirement to improve the whiteness of.
本発明でいうサイクロンとは、いわゆる遠心力を利用した分離装置のことである。本発明で用いられるサイクロンの最大の特徴は、キルンで発生した排熱を利用し、石灰スラッジを乾燥しつつ、不純物を除去することであるため、通常のサイクロンで、熱風を使用して、石灰スラッジを乾燥しつつ、分級を行えるサイクロンであれば、一般に使用されるものを問題なく使用できる。例えば、フラッシュサイクロン、ホットサイクロンなどの名称で呼ばれているものなどを適宜使用することが出来る。 The cyclone as used in the present invention refers to a separation device using so-called centrifugal force. The greatest feature of the cyclone used in the present invention is to remove the impurities while drying the lime sludge by utilizing the exhaust heat generated in the kiln, so that the hot air is used in the normal cyclone and the lime is removed. Any cyclone that can be classified while drying sludge can be used without any problem. For example, what is called by the name of a flash cyclone, a hot cyclone, etc. can be used suitably.
緑液の苛性化には、パルプ製造プロセスで常用されている反応条件を採用することができ、この苛性化により石灰スラッジが生成する。ここで得られた石灰スラッジの分散液(石灰乳)は、白液を回収する目的で固液分離され、次いでアルカリ成分の回収を目的として、固液分離された石灰スラッジを水に再分散して脱水し、ここで得られたろ液は弱液として再使用される。このための脱水機には、ベルトフィルター、ドラムフィルター、ディスクフィルター、フィルタープレス、シリンダープレス、デカンター、またはこれらを加圧条件下で行なう装置が挙げられる。これら脱水機から適宜選択された装置の1種を単段で用いることにより、目的とする白液とアルカリ成分の回収を行なうのが従来の慣行である。 For causticization of green liquor, reaction conditions commonly used in the pulp manufacturing process can be adopted, and this causticization produces lime sludge. The lime sludge dispersion (lime milk) obtained here is solid-liquid separated for the purpose of recovering white liquor, and then the solid-liquid separated lime sludge is re-dispersed in water for the purpose of recovering alkali components. The filtrate obtained here is reused as a weak liquid. Examples of the dehydrator for this purpose include a belt filter, a drum filter, a disk filter, a filter press, a cylinder press, a decanter, or an apparatus that performs these under pressurized conditions. The conventional practice is to recover the target white liquor and alkali components by using one kind of apparatus appropriately selected from these dehydrators in a single stage.
しかしながら、アルカリ成分の回収を主目的とした脱水洗浄(弱液が得られる)では石灰スラッジに随伴する未燃カーボンなどの不純分を充分に除去することができないので、白色度の高い顔料、填料用、あるいは塗被紙用炭酸カルシウムの取得を目指す本発明では、弱液から分離された石灰スラッジに、キルンからの排熱を利用したサイクロンを通すことによって、石灰スラッジを乾燥させると共に、未燃カーボンなどの不純物を完全に分離、清浄化する工程を付加するものである。このサイクロンを付加することにより、不純物を除去できるようになり、キルンでの燃焼負荷を軽減することが可能となるし、キルンの廃熱を利用することから、サイクロンに要する経済的な負荷もかなり軽減することが可能となる。 However, dehydration cleaning (mainly a weak liquid) for the recovery of alkali components cannot sufficiently remove impurities such as unburned carbon associated with lime sludge, so pigments and fillers with high whiteness In the present invention, which aims to obtain calcium carbonate for coating or coated paper, the lime sludge is dried and unburned by passing a cyclone using exhaust heat from the kiln through the lime sludge separated from the weak liquid. A process for completely separating and cleaning impurities such as carbon is added. By adding this cyclone, impurities can be removed, the combustion load in the kiln can be reduced, and since the waste heat of the kiln is used, the economic load required for the cyclone is also considerable. It becomes possible to reduce.
白液を分離し、清水で洗浄した苛性化処理後の石灰スラッジは通常80%以上の濃度を有する。清水で洗浄した苛性化処理後の石灰スラッジは、ドラムフィルターなどの減圧濾過装置などで脱水され、上述のように80%以上の濃度まで濃縮されるが、常に一定の濃度に濃縮されるとは限らない。このように濃度に振れが生じると、例えば湿式の分離工程を通す場合に、その時々で濃度を調整する必要が出てくるし、不純物の除去を行う工程で希釈する必要性がある場合には、填料用、あるいは塗被紙用炭酸カルシウムとして使用することを考えると、ある程度の濃度まで、再度濃縮しなくてはいけない。 Lime sludge after causticizing treatment in which white liquor is separated and washed with fresh water usually has a concentration of 80% or more. The causticized lime sludge washed with fresh water is dehydrated by a vacuum filter device such as a drum filter and concentrated to a concentration of 80% or more as described above, but it is always concentrated to a constant concentration. Not exclusively. When fluctuations occur in the concentration in this way, for example, when passing through a wet separation step, it is necessary to adjust the concentration from time to time, and when there is a need to dilute in the step of removing impurities, Considering the use as calcium carbonate for fillers or coated paper, it must be concentrated again to a certain level.
このような観点から、一度乾燥させ、その後、不純物を分離することが、その後の工程に有利であるが、清水で洗浄した苛性化処理後の石灰スラッジは通常80%以上の濃度を有しているため、完全に乾燥させるにはかなりのエネルギーコストが必要になり、経済的に好ましくない。 From this point of view, drying once and then separating impurities is advantageous for the subsequent process, but the causticized lime sludge washed with fresh water usually has a concentration of 80% or more. Therefore, considerable energy costs are required for complete drying, which is economically undesirable.
本発明では、このようなエネルギーコストを低減させるために、キルンから生じる排熱を利用したサイクロンを用いることにより、石灰スラッジの乾燥を行うと共に、不純物を分離することが可能となる。 In the present invention, in order to reduce such energy costs, by using a cyclone utilizing exhaust heat generated from the kiln, it is possible to dry lime sludge and to separate impurities.
キルンから生じる排熱を利用したサイクロンを用いることにはその他の重要な理由が含まれる。苛性化処理後の石灰スラッジに含まれる白色度を低下させる要因として、我々が調査した結果、蒸解工程で発生する未燃カーボンと無機化合物であることが明らかとなった。未燃カーボンは説明するまでもなく黒色であるがゆえに白色度を低下させるし、無機化合物は、詳細には分析出来てはいないものの、恐らく緑色や黒色を呈する硫黄化合物を主体とした無機化合物が白色度を低下させていると考えられる。 There are other important reasons for using a cyclone that uses exhaust heat from a kiln. As a factor that reduces the whiteness contained in the lime sludge after the causticizing treatment, we investigated and found that it is unburned carbon and inorganic compounds generated in the cooking process. Since unburned carbon is black, it is necessary to reduce the whiteness because it is black, and although inorganic compounds have not been analyzed in detail, there are probably inorganic compounds mainly composed of green or black sulfur compounds. It is thought that the whiteness is lowered.
我々が検討した結果、未燃カーボンは粒子径が小さく、炭酸カルシウムよりも比重が小さいため、サイクロンを通すことで容易に分離可能であることが判明した。また、無機化合物に関しては、完全ではないが加熱処理を行うことで分解され、発色がほぼ無くなることが判明した。即ち、キルンから生じる排熱を利用したサイクロンを用いることにより、未燃カーボンは比重差から容易に分離可能になるし、排熱を利用することにより、加熱処理が同時に行われることとなり、緑色や黒色を呈する無機化合物が分解され、無色な無機化合物になることで、白色度が向上することが明らかとなった。また、その他に石灰スラッジの表面に付着している不純物なども、乾燥される脱水工程で、水分と一緒に除去されることにより、より純度の高い炭酸カルシウムを得ることが可能となる。 As a result of our study, it was found that unburned carbon has a small particle size and a specific gravity smaller than that of calcium carbonate, so that it can be easily separated by passing a cyclone. In addition, it was found that the inorganic compound is not perfect, but is decomposed by heat treatment, and almost no color develops. That is, by using a cyclone that uses exhaust heat generated from the kiln, unburned carbon can be easily separated from the specific gravity difference, and by using exhaust heat, heat treatment is performed at the same time. It has been clarified that the whiteness is improved by decomposing black inorganic compounds to become colorless inorganic compounds. In addition, impurities and the like adhering to the surface of the lime sludge are also removed together with moisture in the dehydration step to be dried, so that calcium carbonate with higher purity can be obtained.
キルンからの排熱の温度は、特に制限はないが、あまりに高温すぎると炭酸カルシウムが脱炭酸反応を生じ、酸化カルシウムに分解されてしまうので好ましくなく、逆に低温すぎても未乾燥となるし、上記のような白色度を低下させる無機化合物の分解が促進されないので好ましくない。サイクロンで用いられるキルンの排熱の温度としては、150〜300℃の範囲が好ましい。この温度範囲で使用することで、石灰スラッジの水分を完全に無くし、完全に乾燥化した炭酸カルシウムを得ることが出来るし、同時に、白色度を低下させる無機化合物の分解を促進し、不純物を除去することが可能となる。 The temperature of the exhaust heat from the kiln is not particularly limited. However, if the temperature is too high, calcium carbonate undergoes a decarboxylation reaction and is decomposed into calcium oxide. The decomposition of the inorganic compound that lowers the whiteness as described above is not promoted, which is not preferable. As temperature of the exhaust heat of the kiln used with a cyclone, the range of 150-300 degreeC is preferable. By using in this temperature range, the moisture of lime sludge can be completely eliminated, and completely dried calcium carbonate can be obtained, and at the same time, the decomposition of inorganic compounds that lower the whiteness is promoted and impurities are removed. It becomes possible to do.
以下に実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、これら実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、例中の%は白色度の数値以外は質量%を示す。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, these examples do not limit the technical scope of the present invention. In addition,% in an example shows mass% except the numerical value of whiteness.
実施例1
パルプ製造プロセスにおいて、濃縮黒液の燃焼によって得られるスメルトを弱液に溶解させて緑液を調製し、ステンレスビーカーに収め、オイルバス中で104℃まで加温した。次いで生石灰を緑液1リットル当り70gの割合で緑液に混合し、104℃で2時間、消和・苛性化反応を行って石灰乳を得た。白液回収を目的として、この石灰乳をポリプロピレン製ろ布にて吸引ろ過し、ケーキ固形分濃度が85%の石灰スラッジを得た。
Example 1
In the pulp manufacturing process, smelt obtained by burning concentrated black liquor was dissolved in weak liquor to prepare green liquor, placed in a stainless beaker, and heated to 104 ° C. in an oil bath. Subsequently, quicklime was mixed with the green liquor at a rate of 70 g per liter of green liquor, and a lime milk was obtained by performing a soaking and causticizing reaction at 104 ° C. for 2 hours. For the purpose of collecting white liquor, this lime milk was suction filtered with a polypropylene filter cloth to obtain a lime sludge having a cake solid content concentration of 85%.
次に得られた石灰スラッジを小型のラボ用サイクロンに通した。サイクロンの処理はフロスとして分離される不純分の固形分が投入した全量の2.5%がリジェクトされるように実施し、この時の熱風の温度は200℃で行った。 The resulting lime sludge was then passed through a small laboratory cyclone. The cyclone treatment was carried out so that 2.5% of the total amount of impure solids separated as floss was rejected, and the temperature of the hot air at this time was 200 ° C.
サイクロン処理前とサイクロンで不純分を除去し、乾燥された石灰スラッジが得られるサイクロン処理後の白色度と水分値は、以下の方法にて測定した。
[白色度]:
得られた炭酸カルシウム粉末を真ちゅう製の型枠に入れ、鏡面処理を施した平板を型枠の上に置き、70kg/cm2で30秒間プレスしてペレット状とし、分光白色度測色計(SC−10WN、スガ試験機社製)を用いて鏡面にあたっていた側のペレットの白色度を測定した。なお、白色度の測定に際しては、D65光源、10度視野の条件を用いた。
[水分値]:
得られた炭酸カルシウム10gを100℃の乾燥機で30分乾燥させ、乾燥前後の質量差から、炭酸カルシウムの水分値を測定した。
Impurities were removed before and after the cyclone treatment, and the whiteness and water content after the cyclone treatment to obtain a dried lime sludge were measured by the following methods.
[Whiteness]:
The obtained calcium carbonate powder is put into a brass mold, a mirror-treated flat plate is placed on the mold, pressed at 70 kg / cm 2 for 30 seconds to form a pellet, and a spectral whiteness colorimeter ( SC-10WN, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) was used to measure the whiteness of the pellet on the side that was in the mirror surface. In measuring the whiteness, the conditions of a D65 light source and a 10 degree field of view were used.
[Moisture value]:
10 g of the obtained calcium carbonate was dried with a dryer at 100 ° C. for 30 minutes, and the moisture value of calcium carbonate was measured from the mass difference before and after drying.
実施例2
サイクロンの熱風の温度を250℃にすること以外は、実施例1と同様に行った。
Example 2
The same procedure as in Example 1 was performed except that the temperature of the hot air of the cyclone was 250 ° C.
実施例3
サイクロンの熱風の温度を300℃にすること以外は、実施例1と同様に行った。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was performed except that the temperature of the hot air of the cyclone was changed to 300 ° C.
実施例4
フロスとして分離される不純分の固形分が投入した全量の5.0%にすること以外は、実施例2と同様に行った。
Example 4
The same procedure as in Example 2 was performed except that the solid content of impure components separated as floss was 5.0% of the total amount charged.
実施例5
フロスとして分離される不純分の固形分が投入した全量の7.5%にすること以外は、実施例2と同様に行った。
Example 5
The same procedure as in Example 2 was performed except that the solid content of impure components separated as floss was 7.5% of the total amount charged.
実施例5
フロスとして分離される不純分の固形分が投入した全量の10.0%にすること以外は、実施例2と同様に行った。
Example 5
The same procedure as in Example 2 was performed except that the solid content of impure components separated as floss was 10.0% of the total amount charged.
比較例1
サイクロンの熱風の温度を100℃にすること以外は、実施例1と同様に行った。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 1 was performed except that the temperature of the hot air of the cyclone was set to 100 ° C.
上記した各実施例並びに比較例において、得られた炭酸カルシウムのサイクロン前後の白色度と水分値をまとめて表1に示す。なお、製紙用填料あるいは塗被紙用顔料として使用可能な不純物の含まれない高白色度の炭酸カルシウムを取得する目的から、白色度90%以上を有する炭酸カルシウムを本発明のものとした。 Table 1 shows the whiteness and moisture value before and after the cyclone of the obtained calcium carbonate in each of the above Examples and Comparative Examples. For the purpose of obtaining high whiteness calcium carbonate free of impurities that can be used as a papermaking filler or a coated paper pigment, calcium carbonate having a whiteness of 90% or more was used in the present invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007161583A JP2009001438A (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method for producing calcium carbonate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007161583A JP2009001438A (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method for producing calcium carbonate |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2009001438A true JP2009001438A (en) | 2009-01-08 |
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ID=40318260
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2007161583A Pending JP2009001438A (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method for producing calcium carbonate |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2009001438A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016524575A (en) * | 2013-03-13 | 2016-08-18 | カーボン・エンジニアリング・リミテッド・パートナーシップ | Recovery of caustic solutions via calcium carbonate crystal aggregates |
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-
2007
- 2007-06-19 JP JP2007161583A patent/JP2009001438A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016524575A (en) * | 2013-03-13 | 2016-08-18 | カーボン・エンジニアリング・リミテッド・パートナーシップ | Recovery of caustic solutions via calcium carbonate crystal aggregates |
| US9975100B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-05-22 | Carbon Engineering Ltd. | Recovering a caustic solution via calcium carbonate crystal aggregates |
| US10519041B2 (en) | 2014-05-19 | 2019-12-31 | Carbon Engineering Ltd. | Recovering a caustic solution via calcium carbonate crystal aggregates |
| US11014823B2 (en) | 2014-05-19 | 2021-05-25 | Carbon Engineering Ltd. | Recovering a caustic solution via calcium carbonate crystal aggregates |
| US11667538B2 (en) | 2014-05-19 | 2023-06-06 | Carbon Engineering Ltd. | Recovering a caustic solution via calcium carbonate crystal aggregates |
| US12054399B2 (en) | 2014-05-19 | 2024-08-06 | Carbon Engineering Ulc | Recovering a caustic solution via calcium carbonate crystal aggregates |
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