草漿堿回收綠液低溫預(yù)苛化除硅機制研究.pdf

1、由于森林資源匱乏，非木材草類仍被大量用作制漿造紙原料。然而，非木材草類原料含硅量高，給制漿造紙帶來一系列麻煩，統(tǒng)稱“硅干擾”問題。主要表現(xiàn)為:Na2SiO3在黑液蒸發(fā)過程中黏度增大從而使黑液蒸發(fā)困難、增大能耗;綠液中的Na2SiO3經(jīng)苛化過程與Ca(OH)2形成黏度較大的CaSiO3致使白泥洗滌困難、殘堿量高;CaSiO3分解溫度高且在白泥煅燒時以玻璃狀物包裹白泥，造成白泥煅燒不充分從而無法回用于苛化工段。針對至今仍沒有一種有效的的除硅

2、方法來解決“硅干擾”問題，本文對草漿綠液進行苛化反應(yīng)動力學(xué)研究，并提出低溫預(yù)苛化除硅法，以期為草漿白泥的回用提供理論指導(dǎo)。
　　首先，研究了不同苛化溫度下綠液中CO32-及SiO32-含量（以SiO2計）隨時間的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)溫度對Na2SiO3與Ca(OH)2反應(yīng)速率影響較小，卻顯著影響Na2CO3與Ca(OH)2的反應(yīng)速率;并據(jù)此對Na2CO3與Ca(OH)2、Na2SiO3與Ca(OH)2反應(yīng)的動力學(xué)進行研究，動力學(xué)結(jié)果表明

3、，兩類反應(yīng)均屬于二級反應(yīng)且Na2SiO3與Ca(OH)2的反應(yīng)活化能(2.30KJ/mol)比Na2CO3與Ca(OH)2的反應(yīng)活化能(4.10KJ/mol)小。其次，對草漿綠液采用低溫(20℃)預(yù)苛化法除硅且與同條件下高溫進行對比，結(jié)果表明，預(yù)苛化溫度的升高不利于綠液除硅，且會增加綠液中碳酸鈉的損失。低溫預(yù)苛化有利于增大除硅率，且更好地保留綠液的有效成分CO32-，當(dāng)加入苛化所用生石灰的20％在20℃下以400rpm的轉(zhuǎn)速進行預(yù)苛化反

4、應(yīng)60min時，可除去綠液中89.27％的硅，且苛化率僅為10.26％。
　　隨后，對綠液進行預(yù)苛化除硅后再苛化生成白泥碳酸鈣(CCC)，并對CCC的粒度分布、比表面積、晶體形貌、紅外光譜、微觀形貌等進行分析，結(jié)果表明，隨著預(yù)苛化生石灰加入量的增大，CCC的粒度分布曲線變光滑、粒子勻整性變好;當(dāng)預(yù)苛化生石灰加入量從0％增大到30％時，CCC的比表面積由9.98m2/g減小到2.41m2/g，降低了約76％;XRD結(jié)果表明，無論預(yù)苛

5、化生石灰加入量多少，CCC均由方解石與文石組成且CaSiO3以無定形態(tài)存在于CCC中;FTIR及SEM分析結(jié)果均表明綠液經(jīng)低溫(20℃)預(yù)苛化除硅后苛化生成CCC的含硅量低于同條件下的高溫(90℃)，隨著預(yù)苛化生石灰加入量的增大，CCC的微觀相貌由無定形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則柱狀。
　　最后，對綠液進行預(yù)苛化除硅后再苛化生成CCC的性能及加填對紙張影響進行了研究，結(jié)果表明，預(yù)苛化生石灰加入量的增大及預(yù)苛化溫度的降低有利于提高CCC的白度