竹漿綠液精制白泥碳酸鈣控制技術(shù)研究.pdf

1、竹材制漿主要為堿法硫酸鹽蒸煮，制漿黑液通過(guò)堿回收進(jìn)行處理，因此將會(huì)產(chǎn)生大量的苛化副產(chǎn)物----白泥。由于竹材原料的硅含量高，這些硅將在白泥中富集，致使白泥殘堿含量高，將這些白泥用于煅燒循環(huán)時(shí)，殘堿將會(huì)腐蝕轉(zhuǎn)爐，同時(shí)煅燒后的石灰將產(chǎn)生硅板結(jié)，從而使其煅燒循環(huán)利用難以實(shí)施。在這樣的情況下，竹漿白泥主要通過(guò)填埋進(jìn)行處理，不僅大量占用土地，而且殘堿易滲透，二次污染明顯。借鑒麥草漿堿回收白泥用于造紙?zhí)盍系募夹g(shù)，來(lái)解決硫酸鹽竹漿堿回收白泥的資源化利

2、用，是一條有效途徑。但是，與麥草漿相比，硫酸鹽法竹漿綠液中硅、硫元素含量高，限制了白泥精制碳酸鈣填料的有效發(fā)展。從竹漿堿回收白泥的生產(chǎn)實(shí)際來(lái)看，所制備的白泥白度低、色澤偏綠，不滿足紙張?zhí)盍系膽?yīng)用要求。因此，必須首先解決其白度低、色澤綠的問(wèn)題。本文針對(duì)白度高、色度穩(wěn)定的竹漿白泥的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了研究，旨在為竹漿堿回收白泥精制碳酸鈣填料提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)及理論依據(jù)，并促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展。
　　論文研究?jī)?nèi)容主要包含:綠液影響白泥白度的主要因素探討

3、、石灰品質(zhì)及苛化條件對(duì)白泥碳酸鈣白度的影響研究、苛化工藝對(duì)白泥碳酸鈣白度及色度穩(wěn)定性的研究。通過(guò)研究，得出如下主要結(jié)論:
　　竹漿綠液水不溶物對(duì)白泥白度影響顯著，1#竹漿綠液中的水不溶物含量由1130mg/L降低至0mg/L時(shí)，白泥白度增幅達(dá)到9.03％ISO;2#竹漿綠液中的水不溶物含量由840mg/L降低至0mg/L時(shí)，白泥白度增幅達(dá)到7.33％ISO。對(duì)水不溶物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其主要成分是來(lái)自于燃燒爐的堿灰，其次是Fe、Al、

4、Mg、Ca等金屬元素的氫氧化物或硫化物、硅的化合物等。通過(guò)XPS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，水不溶物中的鐵主要以亞鐵離子形式存在。水不溶物中絕大部分粒子的直徑小于41μm，自然澄清處理和過(guò)濾處理實(shí)施困難，不具備工廠實(shí)際操作的可行性。利用CaSiO3、CaO、PAC和NaAlO2對(duì)綠液進(jìn)行預(yù)處理，可以有效地去除水不溶物。其中生石灰的處理效果較好，生石灰用量為0.2～0.4g/100mL綠液時(shí)對(duì)水不溶物的處理較迅速，僅20min即可實(shí)現(xiàn)完全沉降，清液回收率為

5、81％，所制備白泥白度為91.04％ISO。為精確評(píng)價(jià)綠液預(yù)處理效果，利用紫外分光光度計(jì)建立了綠液吸光度-白泥白度的數(shù)學(xué)模型:y=-5.75x+93.13，r=0.996。該模型準(zhǔn)確度高，對(duì)于一種給定綠液來(lái)說(shuō)，可以用來(lái)快速預(yù)測(cè)預(yù)處理后的綠液所制備的白泥白度。根據(jù)竹漿綠液成分制備模擬綠液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在強(qiáng)堿條件下，竹漿綠液中有Na2S和Fe2+共存時(shí)對(duì)白泥白度的影響更明顯。因此，竹漿綠液影響白泥白度的因素包括兩個(gè)方面:一是綠液中的水不溶

6、物;二是強(qiáng)堿條件下綠液中Na2S和Fe2+的共同作用。對(duì)二者的有效控制是制備高白度白泥的關(guān)鍵。
　　生石灰用量、消化時(shí)間對(duì)白泥白度沒有明顯影響;但石灰消化濃度對(duì)白泥白度和苛化率影響顯著。當(dāng)石灰消化濃度由5％增加到30％時(shí)，白泥白度由92.79％ISO降低至84.02％ISO，苛化率由90.57％降低至75.21％。在綜合考慮白泥白度、苛化率情況下，石灰的較佳消化濃度為15％。通過(guò)對(duì)5種不同品質(zhì)石灰所制備白泥碳酸鈣白度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，

7、石灰的總鈣含量、有效鈣含量、粒度及白度對(duì)白泥白度都有一定的影響，但是并沒有必然聯(lián)系。石灰中影響白泥白度的主要因素是石灰中大量存在的有色雜質(zhì)。
　　改善苛化工藝控制條件有助于提高白泥白度。原料（綠液和石灰）的加入順序?qū)Π啄喟锥葲]有影響;當(dāng)綠液加入石灰中時(shí)，加料速度對(duì)白泥白度的影響不明顯，對(duì)白泥的晶型影響顯著，對(duì)白泥色度有一定影響;石灰的消化與苛化同步進(jìn)行或分步進(jìn)行對(duì)白泥白度沒有影響;苛化反應(yīng)溫度、攪拌速率和苛化反應(yīng)時(shí)間對(duì)白泥白度有明

8、顯影響。竹漿堿回收白泥碳酸鈣制備的較佳工藝條件為:苛化反應(yīng)溫度90℃、攪拌速率400r/min、苛化反應(yīng)時(shí)間2h。工廠可根據(jù)自身情況選擇合適的原料加入順序、加料速度以及消化反應(yīng)方式。鐵離子和硫離子在堿性條件下的共同作用是濕白泥發(fā)綠的主要原因，按照PANTONECMYK色卡，剛制備出的白泥色號(hào)為P121-1C，三天后白泥的色號(hào)為P122-9C，七天后白泥的色號(hào)為P123-2C，且隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，變色的深度逐漸增加。去除白泥中殘留的鐵離