草漿堿回收綠液低溫預(yù)苛化除硅機(jī)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?jiān)?。然而，非木材草類原料含硅量高，給制漿造紙帶來(lái)一系列麻煩，統(tǒng)稱“硅干擾”問(wèn)題。主要表現(xiàn)為:Na2SiO3在黑液蒸發(fā)過(guò)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(guò)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(shí)以玻璃狀物包裹白泥，造成白泥煅燒不充分從而無(wú)法回用于苛化工段。針對(duì)至今仍沒(méi)有一種有效的的除硅

2、方法來(lái)解決“硅干擾”問(wèn)題，本文對(duì)草漿綠液進(jìn)行苛化反應(yīng)動(dòng)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(jì)）隨時(shí)間的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)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(duì)Na2CO3與Ca(OH)2、Na2SiO3與Ca(OH)2反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明

3、，兩類反應(yīng)均屬于二級(jí)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(duì)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(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，預(yù)苛化溫度的升高不利于綠液除硅，且會(huì)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(jìn)行預(yù)苛化反

4、應(yīng)60min時(shí)，可除去綠液中89.27％的硅，且苛化率僅為10.26％。
　　隨后，對(duì)綠液進(jìn)行預(yù)苛化除硅后再苛化生成白泥碳酸鈣(CCC)，并對(duì)CCC的粒度分布、比表面積、晶體形貌、紅外光譜、微觀形貌等進(jìn)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(shí)，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(wú)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(wú)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(wú)定形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則柱狀。
　　最后，對(duì)綠液進(jìn)行預(yù)苛化除硅后再苛化生成CCC的性能及加填對(duì)紙張影響進(jìn)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