精制堿回收白泥的制備及其作為造紙?zhí)盍系难芯?pdf

1、我國的森林資源匱乏,制漿企業(yè)還大量使用麥草等草類原料來造紙。草類堿法制漿造紙黑液的處理方式是以堿回收為主,因而導(dǎo)致產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)品—白泥。草漿堿回收的白泥由于塵埃雜質(zhì)多,硅含量高,生成的碳酸鈣白度低,粒子勻整性差等問題,至今還沒有成熟的回收利用技術(shù),造成了二次環(huán)境污染。本文針對白泥回收利用難度大這一問題,對草漿白泥制作填料碳酸鈣進(jìn)行了探索研究。主要研究了草漿綠液的組成成分;對傳統(tǒng)的草漿堿苛化工藝進(jìn)行了分析;研究了草漿堿苛化工藝中生石灰

2、的濃度、苛化反應(yīng)的溫度、綠液的滴加速度、攪拌速度對白泥碳酸鈣形貌的影響;并對精制后的草漿白泥碳酸鈣進(jìn)行物理性能檢測和加填抄紙檢測。通過本課題的研究主要得出以下結(jié)論:
　　 麥草漿綠液的主要成分是碳酸鈉和氫氧化鈉,含量分別為132.33g/L和30.73g/L;雜質(zhì)的主要成分是二氧化硅及其膠體物質(zhì),硅元素含量達(dá)到9.26g/L,此外還含有一些金屬和非金屬離子。硅元素含量高也是麥草漿綠液堿回收白泥不適合用于造紙?zhí)盍系闹饕蛑?因

3、此,對綠液進(jìn)行自然澄清預(yù)處理發(fā)現(xiàn),自然澄清預(yù)處理對麥草漿綠液有一定的凈化提純效果,可以有效地去除鎂元素,但對于鋁和硅元素則只能部分去除。特別是硅元素,只能少部分去除,還達(dá)不到綠液苛化精制填料碳酸鈣的要求。當(dāng)對麥草漿綠液進(jìn)行除硅工藝處理后發(fā)現(xiàn),除硅后綠液中的硅元素含量大幅度減少,由原來在綠液中的5.24%減小到1.67%。這樣可以有效的滿足后續(xù)堿苛化精制填料碳酸鈣的需要。
　　 在精制白泥碳酸鈣作為造紙?zhí)盍系难芯繉嶒炛?發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的

4、堿回收苛化工藝并不能很好對白泥碳酸鈣的晶型、粒度進(jìn)行控制,生成的白泥碳酸鈣呈無定型狀,粒徑分布不均勻。當(dāng)對傳統(tǒng)的堿回收苛化工藝進(jìn)行改進(jìn),將消化、苛化反應(yīng)分開進(jìn)行:氧化鈣先跟水完全反應(yīng)生成氫氧化鈣,然后跟綠液進(jìn)行苛化反應(yīng)。當(dāng)苛化反應(yīng)條件控制為:氧化鈣濃度為20%、苛化反應(yīng)溫度為50℃、綠液滴加速度為0.073ml/s、攪拌器攪拌速度為400rpm時,可以制備出具有針形形貌的白泥碳酸鈣。其形貌均一,縱橫比較大,粒子分散性好,粒徑較為均勻。并

5、通過XRD檢測,確定其為針形碳酸鈣。
　　 對精制的針形白泥碳酸鈣進(jìn)行物理性能檢測,并與商品碳酸鈣和傳統(tǒng)草漿白泥對比。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):白度方面,商品碳酸鈣為92.81%ISO,針形白泥碳酸鈣為90.89%ISO,比傳統(tǒng)草漿白泥的84.44%ISO增加了7.4%;粒徑方面,商品碳酸鈣平均粒徑為5.31μm,針形白泥碳酸鈣平均粒徑為6.64μm,相對于傳統(tǒng)草漿白泥平均粒徑的12.66μm,減小了47.6%;比表面積方面,商品碳酸鈣比表

6、面積為520.65m2/kg,針形白泥碳酸鈣達(dá)到818.25m2/kg,相比傳統(tǒng)草漿白泥的188.30m2/kg提高了3.35倍;吸油值方面,商品碳酸鈣為0.890g/g,針形白泥碳酸鈣為1.308g/g,相對于傳統(tǒng)草漿白泥0.672g/g提高了94.6%;沉降體積方面,商品碳酸鈣為8.0mL/(10g·24h),針形白泥碳酸鈣為3.2mL/(10g·24h),,相對于傳統(tǒng)草漿白泥的8.8mL/(10g·24h)降低了63.6%。

7、>　　 將精制的草漿白泥碳酸鈣進(jìn)行加填抄紙,并與商品碳酸鈣、傳統(tǒng)草漿白泥的加填效果對比。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):在施膠度方面,傳統(tǒng)草漿白泥加填紙的Cobb值太大,完全沒有抗水效果,而精制的草漿白泥加填紙抗水效果提高明顯,施膠度達(dá)到了商品碳酸鈣的施膠效果;在紙張光學(xué)性質(zhì)方面,針形白泥碳酸鈣優(yōu)勢明顯,在加填量相同情況下,針形白泥碳酸鈣加填紙的白度比傳統(tǒng)草漿白泥加填紙增大了6.0%,跟商品碳酸鈣白度相當(dāng)。針形白泥碳酸鈣加填紙的不透明度比傳統(tǒng)草漿白泥增