CN102337703B - 一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法 - Google Patents

一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102337703B
CN102337703B CN 201110298289 CN201110298289A CN102337703B CN 102337703 B CN102337703 B CN 102337703B CN 201110298289 CN201110298289 CN 201110298289 CN 201110298289 A CN201110298289 A CN 201110298289A CN 102337703 B CN102337703 B CN 102337703B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium sulfate
sulfate crystal
crystal whisker
filler
crystal whiskers
Prior art date
Application number
CN 201110298289
Other languages
English (en)
Other versions
CN102337703A (zh
Inventor
王玉珑
刘菲菲
刘艳新
覃盛涛
Original Assignee
长沙理工大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 长沙理工大学 filed Critical 长沙理工大学
Priority to CN 201110298289 priority Critical patent/CN102337703B/zh
Publication of CN102337703A publication Critical patent/CN102337703A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102337703B publication Critical patent/CN102337703B/zh

Links

Abstract

本发明公开了一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)晶须煅烧;(2)有机溶解抑制改性;(3)干燥;(4)研磨解絮。本发明方法利用的硫酸钙晶须原料来源广、条件宽,可以有效解决多种工业石膏废渣或金属废渣带来的固体污染;制得的改性硫酸钙晶须填料具有白度高、磨耗低、留住率高等特性,能够有效替代目前的碳酸钙填料或植物纤维;同时制得的改性硫酸钙晶须填料溶解度得到有效控制,且在抄纸水性浆料中易分散,解决了硫酸钙晶须存在的水溶性高,用作造纸填料时留着率低、白水垃圾离子含量高、管道易结垢等难题,拓展了晶须应用领域,提高了晶须附加值。

Description

一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种硫酸钙晶须造纸填料的制备方法,属于造纸技术领域。
背景技术
[0002] 硫酸钙晶须(又称石膏晶须,石膏纤维),是国内外近年来从脱硫石膏、磷石膏等工业石膏废渣或金属冶炼废渣中提取的一种新型无机材料。与其他无机纤维材料相比,硫酸钙晶须具有低磨耗、耐高温、耐酸碱、尺寸稳定等诸多优良理化性能,有着极为广阔的应用前景。据统计,我国每年产生的工业石膏废渣约8000万吨(其中含有80%-95%的硫酸钙晶须),另外还有大量从有色金属酸法冶炼过程中产生的硫酸钙晶须,原料来源非常充足。我国从工业废渣中提取高品质硫酸钙晶须的技术已经取得突破,但由于应用技术开发及应用领域的局限,目前硫酸钙晶须除在塑料、橡胶行业中用作少量添加剂外,其他行业中没有得到大规模工业化应用 。而造纸工业生产中,为了降低植物纤维用量和纸张生产成本,改善纸页性能,通常加入一定比例的碳酸钙、瓷土、滑石粉等白色无机填料。我国目前造纸工业中每年添加的白色无机填料可达600万吨,其中95%以上为碳酸钙填料,尽管我国碳酸钙资源比较丰富,但碳酸钙矿源为不可再生资源,目前许多储量丰富的矿山经过百年的开采已经面临枯竭,并且由于盲目开采,对矿区植被及自然环境带来了严重的破坏。如果能够利用这种可再生的资源丰富的硫酸钙晶须作为造纸填料,取代或部分代替不可再生的碳酸钙或瓷土矿物填料及植物纤维原料,对于保护天然矿产资源、节约植物纤维,有效解决固废污染等将具有十分重要的意义。
[0003] 硫酸I丐晶须具有纯度闻、白度闻、磨耗低、耐酸喊等造纸填料的基本性能,但研究发现,硫酸钙晶须与水接触后极易发生水化反应,导致其晶体结构和性能破坏,失去晶须的特性;直接作为造纸填料应用时,硫酸钙晶须在纸机网部的留着率非常低,且由于其溶解性较高,在纸机白水系统中会产生大量钙离子和硫酸根离子,导致纸机湿部化学品用量增加、纸机运转性能降低等系列问题。文献I (王晓丽印万忠韩跃新袁致涛,硫酸钙晶须表面湿法改性研究,矿冶,2006,15 (3),30-37)、文献2 (袁致涛王宇斌韩跃新李丽匣,半水硫酸钙晶须稳定化研究,无机化学学报,2008,24 (7),1062-1067)和文献3 (李准,离子交换法制备硫酸钙晶须及其改性,大连交通大学硕士学位论文,2009.6)中报道了硫酸钙晶须的疏水改性研究,但其改性后的硫酸钙晶须无法用作造纸填料,主要存在如下问题:(1)晶须原料来源于天然石膏或盐溶液离子交换法,成本高,也不利于解决工业石膏废渣等固废污染;
(2)采用硬脂酸为疏水改性剂,其用量为4%-5%,价格昂贵,且制得的改性硫酸钙晶须活化指数过高,亲油疏水,用作造纸填料时难以在浆料中均匀分散;(3)未涉及造纸用硫酸钙晶须填料的特性质量指标要求及相关制备工艺,其制得的晶须长度为50-200 μ m,作为造纸填料时会对纸机设备产生严重磨损,也不利于纸张性能的改善。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种用可循环再生的资源丰富的硫酸钙晶须为原料,制备出高白度、低磨耗、低溶解度的满足造纸工业应用的改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法。
[0005] 本发明采用的技术方案是:一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
[0006] ⑴晶须煅烧:将脱硫石膏、磷石膏或金属冶炼废渣中提取的纯度> 99%,白度^ 90%IS0的硫酸钙晶须煅烧2-3小时后匀整解絮;
[0007] ⑵有机溶解抑制改性:将煅烧解絮后的硫酸钙晶须,在500-800转/分钟转速搅拌下配成质量浓度10-20%的悬浮液,加入用酒精溶解的有机溶解抑制改性剂,在60-90°C条件下反应10-30分钟,得改性后的硫酸钙晶须;
[0008] ⑶干燥:取出改性后的硫酸钙晶须,置于100_150°C下进行恒温干燥2-3小时;
[0009] ⑷研磨解絮:将干燥后的硫酸钙晶须研磨解絮,即可制得密度2.3-2.4g/cm3、平均长度5-40 μ m、平均宽度1-5 μ m、白度> 90%IS0、溶解度< 0.5%的高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。
[0010] 所述步骤⑴中煅烧温度为350-400°C。
[0011] 所述步骤⑵中有机溶解抑制改性剂为钛酸酯偶联剂,用量为3-5%。
[0012] 本发明具有如下优点:
[0013] ⑴采用的硫酸钙晶须原料来源广、条件宽,可以有效解决多种工业石膏废渣或金属废渣带来的固体污染;
[0014] ⑵制得的改性硫酸钙晶须填料溶解度得到有效控制,且在抄纸水性浆料中易分散,解决了硫酸钙晶须存在的水溶性高,用作造纸填料时留着率低、白水垃圾离子含量高、管道易结垢等难题,拓展了晶须应用领域,提高了晶须附加值;
[0015] ⑶与传统碳酸钙、滑石粉、瓷土等造纸填料相比,制得的改性硫酸钙晶须填料具有白度高、磨耗低、留住率高等特性,能够有效替代目前的碳酸钙填料或植物纤维。
具体实施方式
[0016] 实施例1:
[0017] 将脱硫石膏中提取的纯度≥99%,白度≥90%IS0的硫酸钙晶须100g,置于350°C温度下煅烧3小时,取出,研磨解絮至5-40 μ m ;在500转/分钟转速搅拌的情况下将煅烧解絮后的晶须配成质量浓度10%的悬浮液,加入用酒精溶解的钛酸酯改性剂3%进行有机改性,在60°C条件下反应30分钟;取出改性后的硫酸钙晶须,置于100°C下进行恒温干燥3小时,取出,研磨解絮至平均长度5-40 μ m,即可制得密度2.3-2.4g/cm3,白度≥90%IS0,溶解度≤ 0.5%的高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。
[0018] 实施例2:
[0019] 将磷石膏废渣中提取的纯度≥99%,白度≥90%IS0的硫酸钙晶须100g,置于375°C温度下煅烧2.5小时,取出,研磨解絮至5-40μηι ;在650转/分钟转速搅拌的情况下将煅烧解絮后的晶须配成质量浓度15%的悬浮液,加入用酒精溶解的钛酸酯改性剂4%进行有机改性,在75°C条件下反应20分钟;取出改性后的硫酸钙晶须,置于125°C下进行恒温干燥2.5小时,取出,研磨解絮至平均长度5-40 μ m,即可制得密度2.3-2.4g/cm3,白度≥90%IS0,溶解度≤0.5%的高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。
[0020] 实施例3:[0021] 将镍矿冶炼废渣中提取的纯度> 99%,白度> 90%IS0的硫酸钙晶须100g,置于400°C温度下煅烧2小时,取出,研磨解絮至5-40 μ m ;在800转/分钟转速搅拌的情况下将煅烧解絮后的晶须配成质量浓度20%的悬浮液,加入用酒精溶解的钛酸酯改性剂5%进行有机改性,在90°C条件下反应15分钟;取出改性后的硫酸钙晶须,置于150°C下进行恒温干燥2小时,取出,研磨解絮至平均长度5-40 μ m,即可制得密度2.3-2.4g/cm3,白度≥90%IS0,溶解度≤0.5%的 高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。

Claims (1)

1.一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤: ⑴晶须煅烧:将脱硫石膏、磷石膏或金属冶炼废渣中提取的纯度> 99%,白度> 90%IS0的硫酸钙晶须煅烧2-3小时后匀整解絮,所述煅烧温度为350-400°C ; ⑵有机溶解抑制改性:将煅烧解絮后的硫酸钙晶须,在500-800转/分钟转速搅拌下配成质量浓度10-20%的悬浮液,加入用酒精溶解的有机溶解抑制改性剂,在60-90°C条件下反应10-30分钟,得改性后的硫酸钙晶须,所述有机溶解抑制改性剂为钛酸酯偶联剂,用量为 3-5% ; ⑶干燥:取出改性后的硫酸钙晶须,置于100-150°C下进行恒温干燥2-3小时; ⑷研磨解絮:将干燥后的硫酸钙晶须研磨解絮,即可制得密度2.3-2.4g/cm3、平均长度5-40 μ m、 平均宽度1-5 μ m、白度彡90%IS0、溶解度≤0.5%的高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。
CN 201110298289 2011-10-08 2011-10-08 一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法 CN102337703B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110298289 CN102337703B (zh) 2011-10-08 2011-10-08 一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110298289 CN102337703B (zh) 2011-10-08 2011-10-08 一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102337703A CN102337703A (zh) 2012-02-01
CN102337703B true CN102337703B (zh) 2013-07-31

Family

ID=45513632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110298289 CN102337703B (zh) 2011-10-08 2011-10-08 一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102337703B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102634847B (zh) * 2012-04-25 2015-04-22 昆明理工大学 一种表面改性硫酸钙晶须的方法
CN102659345B (zh) * 2012-05-07 2013-07-03 长沙理工大学 一种耐高温绝热纸的制备方法
CN102675919B (zh) * 2012-05-07 2013-12-18 长沙理工大学 一种硫酸钙晶须造纸涂布颜料的制备方法
CN102852031B (zh) * 2012-09-07 2014-11-05 长沙理工大学 一种改性硫酸钙晶须造纸填料及其制备方法和应用
CN102849773A (zh) * 2012-09-10 2013-01-02 宜都市惠宜陶瓷有限公司 一种利用废石膏模具制造工业填料的方法
CN103352396B (zh) * 2013-06-09 2015-10-28 华东理工大学 一种通过有机/无机复合包覆改性制备石膏晶须的方法
CN103952760A (zh) * 2014-05-09 2014-07-30 广西大学 一种用于造纸涂布的改性碳酸钙晶须的制备方法
CN104213196A (zh) * 2014-09-12 2014-12-17 华东理工大学 一种难溶于水的石膏晶须的制备方法
CN104389025B (zh) * 2014-10-17 2017-03-22 东北大学 一种增强硫酸钙晶须疏水性的方法
CN108588839A (zh) * 2018-05-11 2018-09-28 武汉科技大学 一种利用页岩提钒中和渣制备硫酸钙晶须填料的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1337369A (zh) * 2000-08-03 2002-02-27 韩晨光 一种生产石膏纤维的方法
CN1702050A (zh) * 2004-05-24 2005-11-30 中国矿业大学(北京校区) 一种石棉纤维的表面处理方法
CN101165105A (zh) * 2007-10-09 2008-04-23 沈阳理工大学 一种氢氧化镁晶须材料表面改性的化学包覆方法
CN101311337A (zh) * 2008-04-25 2008-11-26 东北大学 利用烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008148204A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Fpinnovations Latex-treated filler slurries for use in papermaking

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1337369A (zh) * 2000-08-03 2002-02-27 韩晨光 一种生产石膏纤维的方法
CN1702050A (zh) * 2004-05-24 2005-11-30 中国矿业大学(北京校区) 一种石棉纤维的表面处理方法
CN101165105A (zh) * 2007-10-09 2008-04-23 沈阳理工大学 一种氢氧化镁晶须材料表面改性的化学包覆方法
CN101311337A (zh) * 2008-04-25 2008-11-26 东北大学 利用烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102337703A (zh) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104117342B (zh) 一种表面活性剂改性的膨润土及其制备方法
CN103372496B (zh) 从河道黄砂中分离石英砂及长石砂和铁粉的工艺方法
CN100509163C (zh) 碱性钙基膨润土及其制备方法
CN105130368B (zh) 一种透水地面材料及其制备方法
CN101713234B (zh) 双免砖及其制备方法
CN103626447A (zh) 生态透水路面砖及其制备方法
CN103588214B (zh) 一种伊/蒙粘土纳米料浆及粉体的制备方法
CN106365578B (zh) 利用磷石膏制备建筑材料的方法
CN104278594B (zh) 一种纱管纸生产工艺
CN1321243C (zh) 一种绿液清洁苛化回收超细碳酸钙的方法
CN101804982B (zh) 一种碳化硅超细微粉的纯化方法
CN104190381A (zh) 一种改性凹凸棒土重金属离子吸附剂及其制备方法
CN103272702B (zh) 用于从低品位菱镁矿中获得高品位菱镁石精矿的浮选捕收剂及方法
CN103553492B (zh) 一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法
CN103626471B (zh) 一种利用磷尾矿和磷渣生产的蒸养砖及其制备方法
CN100582009C (zh) 一种石灰烧结-拜耳法联合生产氢氧化铝的方法
CN104190690B (zh) 一种利用氨碱法碱渣制备除氯碱渣混合物的方法及应用
CN107021778B (zh) 一种实现淤泥资源化处置的植生透水混凝土体系及其制备方法
CN100571877C (zh) 高铁铝土矿铝铁分离综合利用方法
CN102352535A (zh) 脱硫石膏常压下制备硫酸钙晶须的方法
CN101941825B (zh) 一种用含油污泥再生煤燃烧废渣生产的环保砖及制造方法
CN107721270B (zh) 一种利用市政污泥制备非烧结透水砖的方法
CN101708859B (zh) 电石渣代替石灰用于拜耳法氧化铝生产的工艺
CN101725069B (zh) 一种提高废纸浆中油墨去除效果的方法
CN103382124B (zh) 一种钼尾砂加气混凝土砌块及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant