CN103215849A - 改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法 - Google Patents

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刘羚
张丹
王晓龙
徐永建
夏新兴
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Abstract

一种改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，利用碱性氧化剂将绿液中的S2-进行氧化还原，使白泥制备过程不生成Fe2+，本发明利用碱性氧化剂将原料中的铁固定为Fe3+，将绿液中的S2-还原为SO4 2-，消除其还原性，从而提高白泥碳酸钙白度，实现白泥碳酸钙的精制。

Description

改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，涉及一种改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法。
背景技术
造纸工业白泥来自于造纸行业的碱回收，是指碱回收过程中的绿液和消石灰发生苛化反应后生成的沉淀碳酸钙，因含有一定的水，故称为白泥。造纸碱回收过程中，每回收一吨碱，约产生1.3～1.4吨的白泥，从而导致了我国造纸行业每年的白泥产生量超过了400万吨。为了充分利用资源，造纸碱回收过程配套了白泥的循环利用技术，即将白泥在转炉中进行煅烧，得到生石灰，再将生石灰重复用于碱回收过程的苛化反应，从而实现白泥在碱回收过程中的循环利用。这一技术在国内外一些以木材为原料的大型制浆造纸综合工厂中得到实施，并取得良好环境效应。然而，草类原料的硅含量远高于木材原料，使草类原料碱回收白泥硅含量高，煅烧后的生石灰易板结，循环利用难以实施，大多数企业对碱回收白泥均采用外运填埋或者直接排放。
作为碱回收过程产生的残余物，白泥中含有大量的CaCO3，也含有少量的碱性物质及其他成分。当作为固体废弃物简单填埋，不仅占用大量场地，同时白泥所含碱水也会通过挤压渗出，渗入地下水，污染地下水源；而直接排放会带来河道淤集、水体污染等。显然，填埋与直接排放容易产生二次污染，不能满足环保要求。
从现有研究来看，对白泥进行精制，制备造纸加填用的碳酸钙是一种资源化利用碱回收白泥的有效方式，不仅可以有效防止二次污染，同时可以降低纸张生产成本。然而，从目前国内的制精制纸张碳酸钙填料生产线来看，所制备的碳酸钙白度较低，作为填料使用后纸张的增白压力大。碳酸钙白度低，是由于绿液中的固形物杂质所带来的。从现有技术来看，为了消除绿液固形物杂质对碱回收白泥白度的影响，主要通过绿液澄清、绿液提纯等方式，如申请的中国发明专利CN1441117A、CN1436894A等，这些方式能够有效去除绿液中的固形物杂质，提高白泥白度，但所得白泥白度仍低于商品沉淀碳酸钙白度，不利于高白度纸张的生产。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，能大幅提高碱回收白泥白度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，利用碱性氧化剂将绿液中的S2-进行氧化还原，使白泥制备过程不生成Fe2+，从而提高白泥碳酸钙白度，实现白泥碳酸钙的精制。
所述碱性氧化剂为次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠或者过硼酸钾中的一种或者几种。
所述绿液通过如下方式进行处理：
（1）将燃烧工段来的浊绿液置于一段预处理器，在温度50-80℃下，以绿液中的Na2O计，加入其质量0.1-0.3%的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间1-8小时；
（2）澄清后的绿液进入二段预处理器，在温度30-80℃下，以绿液中的Na2O计，加入其质量0.01-0.1%的碱性氧化剂进行反应，反应时间0-4小时，制备为净化后绿液。
所述净化后的绿液利用苛化石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度100-700转/分钟，温度60-95℃，时间1-4小时，制的碱回收白泥悬浮液。
所述苛化石灰乳通过如下方式制备：
（1）将石灰粉碎后利用100-600目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛后的粗大石灰消化后再利用100-200目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质；
（3）向过筛后的石灰乳加入Ca(OH)2质量0.01-0.5%的碱性氧化剂，搅拌均匀后，反应0-4小时，制备为苛化石灰乳。
将所得白泥悬浮液进行洗涤、粗筛，降低残碱含量及除去大颗粒粗渣，然后通入工业液态CO2，进行解絮与碳化，维持pH值8-9.5，CO2压力0.2-0.4MPa，碳化后的白泥精筛后过600目筛网，备用。
从现有技术来看，通过去除控制绿液中的固形物，能够有效提高碱回收白泥白度，但其白度仍不能达到沉淀碳酸钙的白度指标。通过研究发现，其白度偏低，主要是绿液及石灰中含有微量的Fe3+，由于绿液中同时存在微量的S2-，从而使Fe3+容易被氧化成色泽明显的Fe2+，从而使白泥的白度难以进一步提高。尤其是在麦草浆碱回收过程中，为了弥补碱不足，燃烧时补加芒硝，将严重影响白泥白度。麦草浆制浆时，是否使用硫化钠对制浆过程以及制浆结果没有影响。因此，本发明利用碱性氧化剂将原料中的铁固定为Fe3+，将绿液中的S2-还原为SO4 2-，消除其还原性，从而提高白泥碳酸钙白度，实现白泥碳酸钙的精制。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1：
（1）将石灰粉碎后利用600目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰消化后再利用200目筛进行筛分，在通过200目筛的石灰乳加入0.1%的次氯酸钠（对Ca(OH)2计），搅拌均匀后，反应1小时，制备为苛化石灰乳，备用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于一段预处理器，在温度70℃下，加入0.2%（对绿液中的Na2O计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间6小时；
（4）澄清后的绿液进入二段预处理器，在温度50℃下，加入0.1%（对绿液中的Na2O计）的次氯酸钠进行反应，反应时间2小时，制备为净化后绿液；
（5）将净化后的绿液利用苛化石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度300转/分钟，温度85℃，时间4小时，制的碱回收白泥悬浮液；
（6）所得白泥悬浮液进行洗涤、粗筛，降低残碱含量及除去大颗粒粗渣；
（7）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛的白泥悬浮液进行解絮与碳化，pH值9，CO2压力0.3MPa；反应后的白泥经过精筛后过600目筛网。
实施例2：
（1）将石灰粉碎后利用400目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰消化后再利用100目筛进行筛分，在通过100目筛的石灰乳加入0.05%的过碳酸钠（对Ca(OH)2计），搅拌均匀后，反应2小时，制备为苛化石灰乳，备用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于一段预处理器，在温度60℃下，加入0.1%（对绿液中的Na2O计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间4小时；
（4）澄清后的绿液进入二段预处理器，在温度50℃下，加入0.05%（对绿液中的Na2O计）的过碳酸钠进行反应，反应时间3小时，制备为净化后绿液；
（5）将净化后的绿液利用苛化石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度400转/分钟，温度70℃，时间3小时，制的碱回收白泥悬浮液；
（6）所得白泥悬浮液进行洗涤、粗筛，降低残碱含量及除去大颗粒粗渣；
（7）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛的白泥悬浮液进行解絮与碳化，pH值8.5，CO2压力0.28MPa；反应后的白泥经过精筛后过600目筛网。
实施例3：
（1）将石灰粉碎后利用200目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛粗大石灰消化后再利用100目筛进行筛分，在通过100目筛的石灰乳加入0.2%的过硼酸钠（对Ca(OH)2计），搅拌均匀后，反应0.5小时，制备为苛化石灰乳，备用；
（3）将燃烧工段来的浊绿液置于一段预处理器，在温度50℃下，加入0.3%（对绿液中的Na2O计）的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间4小时；
（4）澄清后的绿液进入二段预处理器，在温度40℃下，加入0.07%（对绿液中的Na2O计）的过硼酸钠进行反应，反应时间2小时，制备为净化后绿液；
（5）将净化后的绿液利用苛化石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度500转/分钟，温度90℃，时间6小时，制的碱回收白泥悬浮液；
（6）所得白泥悬浮液进行洗涤、粗筛，降低残碱含量及除去大颗粒粗渣；
（7）将工业液态CO2通入洗涤、粗筛的白泥悬浮液进行解絮与碳化，pH值8.8，CO2压力0.4MPa；反应后的白泥经过精筛后过600目筛网。
所制白泥测定结果如下：
指标名称 实施例1 实施例2 实施例3
白度(%) 93.7 91.9 92.8
pH值 9.4 9.7 9.2
沉降体积(mL/g) 4.5 5.7 5.4
平均粒度(μm) 6.7 7.5 6.1

Claims (6)

1.一种改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，利用碱性氧化剂将绿液中的S2-进行氧化还原，使白泥制备过程不生成Fe2+，从而提高白泥碳酸钙白度，实现白泥碳酸钙的精制。
2.根据权利要求1所述的改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，所述碱性氧化剂为次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠或者过硼酸钾中的一种或者几种。
3.根据权利要求1或2所述的改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，所述绿液通过如下方式进行处理：
（1）将燃烧工段来的浊绿液置于一段预处理器，在温度50-80℃下，以绿液中的Na2O计，加入其质量0.1-0.3%的精细石灰乳，搅拌均匀后转入绿液澄清器，澄清时间1-8小时；
（2）澄清后的绿液进入二段预处理器，在温度30-80℃下，以绿液中的Na2O计，加入其质量0.01-0.1%的碱性氧化剂进行反应，反应时间0-4小时，制备为净化后绿液。
4.根据权利要求3所述的改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，所述净化后的绿液利用苛化石灰乳进行苛化，苛化搅拌速度100-700转/分钟，温度60-95℃，时间1-4小时，制的碱回收白泥悬浮液。
5.根据权利要求4所述的改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，所述苛化石灰乳通过如下方式制备：
（1）将石灰粉碎后利用100-600目筛进行筛分，过筛后的细小石灰消化后制备为精细石灰乳，备用；
（2）过筛后的粗大石灰消化后再利用100-200目筛进行筛分，除去石灰乳中杂质；
（3）向过筛后的石灰乳加入Ca(OH)2质量0.01-0.5%的碱性氧化剂，搅拌均匀后，反应0-4小时，制备为苛化石灰乳。
6.根据权利要求4所述的改进的烧碱法制浆碱回收白泥精制纸张碳酸钙填料方法，其特征在于，将所得白泥悬浮液进行洗涤、粗筛，降低残碱含量及除去大颗粒粗渣，然后通入工业液态CO2，进行解絮与碳化，维持pH值8-9.5，CO2压力0.2-0.4MPa，碳化后的白泥精筛后过600目筛网，备用。
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