CN114318937A - 可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂在多领域组合使用的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂在湿部造纸领域、污水处理领域、盐湖卤水中提取碳酸锂领域组合使用的新方法。A、在湿部造纸领域组合使用新方法：可以使填料及细小纤维的首程留着率达到95％——98％，减少环境污染，提高经济效益。B、在污水处理领域组合使用新方法：可以减少药剂的投放量，为现有污水处理技术提供一个全新的解决方案。C、在盐湖卤水中提取碳酸锂领域组合使用新方法：可以使无开采价值的盐湖卤水矿，变成具有可开采价值的矿产。

Description

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂在多领域组合使用的新 方法

技术领域

本发明应用于：

1.湿部造纸领域

2.污水处理领域

3.盐湖卤水提取碳酸锂领域

背景技术

(一)

A.湿部造纸领域中，在生产文化纸、双胶纸、静电复印纸等纸种时，都需要添加填料。在现有技术条件下使用阳离子聚丙烯酰胺为絮凝剂业内称助留助滤剂，填料的留着率大都在65％——75％左右，其余大都变成废渣，俗称白泥，排放到污水处理厂进行无害化处理。白泥中细小纤维占8％——9％，其余为碳酸钙、滑石粉等物质，企业为处理废渣花费大量的人力、物力和资金。

B.在以废纸或废纸壳为原料的瓦楞纸生产过程中，业内的一般情况是：使用1.25——1.3吨废纸壳可产出一吨成品瓦楞纸，其余变为废渣污染物排放到污水处理厂进行无害化处理，废渣中80％以上是细小纤维。

C.我国是一个农业大国，每年秸秆产量高达7亿吨，其中稻草秸秆就有2亿吨。秸秆可用来生产纸浆专利号为ZL201410342212.8草类纤维生物分离复合制剂，即用生物发酵、机械揉搓的方法生产纸浆，实现无污染、无黑液排放，绿色环保。由于用此技术生产的纸浆纤维中的细小纤维过多，因此在造纸生产中，现有技术的助留剂少量添加作用有限，过量添加则产生较大絮团造成纸面不均匀，无法大面积推广使用。

(二)

在污水处理领域，需要处理的各种工业污水各有其特殊性，城市污水也有其复杂性，现有技术投入的资金高但效果不理想。

(三)

锂电池的生产原料之一是碳酸锂，提取碳酸锂的主要原料是盐湖卤水，但现有技术对于盐湖中碳酸锂的提取率较低。

(四)

聚合氯化铝

1.生产方法

A.沸腾热解法将结晶氯化铝在170℃下进行沸腾热解，放出的氯化氢用水吸收制成20％盐酸加回收。然后加水在60℃以上进行熟化聚合，再经固化、干燥、破碎、制得固体聚合氯化铝成品。

B.铝灰盐酸法将铝灰(主要成分为氧化铝和钓金属铝)按一定配比加入预先加入洗涤水的反应器中，在搅拌下缓缓加入盐酸进行缩聚反应，经熟化聚合至pH值4.2～4.5，溶液相对密度为1.2左右进行沉降，得到液体聚合氯化铝。液体产品稀释过滤，蒸发浓缩干燥得固体聚合氯化铝成品。

2.主要用途

A.主要用于净化饮用水和给水的特殊水质处理，如除铁、除氟、除镉、除放射性污染、除漂浮油等，也用于工业废水处理，如印染废水等。

B.用于精密铸造、医药、造纸橡胶、制革、石油、化工、染料。

C.聚合氯化铝在表面处理中用作水处理剂。

D.抑汗化妆品主要原料。

E.部分絮凝剂可用于食品添加剂。

可溶性硅酸盐

可溶性硅酸盐是指硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂。

生产方法、用途，见化工大全。

絮凝剂

絮凝剂是指；

1、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺。

生产方法、用途，见化工大全。

2、淀粉聚合物是由牡丹江市松江粘合剂制造有限责任公司生产的在售产品，用在湿部造纸领域起到絮凝、增强作用。

发明内容

本发明的目的在于提供：

由可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂在湿部造纸领域、污水处理领域、盐湖卤水中碳酸锂提取组合使用的新方法。

1、在湿部造纸领域组合使用新方法：

在湿部造纸领域，在生产文化纸、双胶纸、静电复印纸等纸种时，都需要添加填料。在现有技术条件下，使用阳离子聚丙烯酰胺为絮凝剂，业内称助留助滤剂，填料的留着率大都在65％——75％左右，其余大都变成废渣，俗称白泥，排放到污水处理厂进行无害化处理。白泥中细小纤维占8％——9％，其余为碳酸钙、滑石粉等废渣，企业为处理废渣花费大量的人力、物力和资金。

在以废纸、废纸壳以及农作物秸秆为原料的瓦楞纸生产过程中，业内的一般情况是：

a、使用1.25——1.3吨废纸壳可产出一吨成品瓦楞纸，其余变为废渣污染物排放到污水处理厂进行无害化处理，废渣中80％以上是细小纤维。

b、我国是一个农业大国，每年秸秆产量高达7亿吨，其中稻草秸秆就有2亿吨。秸秆可用来生产纸浆专利号为ZL201410342212.8草类纤维生物分离复合制剂，即用生物发酵、机械揉搓的方法生产纸浆，实现无污染、无黑液排放，绿色环保。由于用此技术生产的纸浆纤维中的细小纤维过多，因此在造纸生产中，现有技术的助留剂少量添加作用有限，过量添加则产生较大絮团造成纸面不均匀、断纸等问题、无法大面积推广使用。现有技术情况下、生产瓦楞纸时、秸秆纤维添加量为最多为20％。

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用可解决上述问题，这种新的组合使用方法用在湿部造纸时，过量添加也不会造成絮聚团过大，能在保证纸张质量不变的情况下，可以使填料、细小纤维的首程留着率达到95％以上。在瓦楞纸生产中，秸秆纤维的添加量可达到60％以上，为造纸工业降低成本、提高经济效益、减少造纸废渣的排放提供了技术保障，可达到现有技术无法企及的效果。可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物在湿部造纸组合使用时，添加顺序：

第一步：在纸浆与填料的混合物中添加聚合氯化铝。

第二步：压力筛前与网前箱之间选择合适的加入点先加入可溶性硅酸盐，再加入淀粉聚合物。

2.污水处理领域组合使用新方法：

在污水处理领域，需要处理的各种工业污水各有其特殊性，城市污水也有其复杂性，现有技术投入的资金高但效果不理想。

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂组合使用可以减少药剂的投放量，为现有污水处理技术提供一个全新的解决方案。

3.在盐湖卤水中提取碳酸锂领域组合使用新方法：

锂电池的生产原料之一是碳酸锂，提取碳酸锂的主要原料是盐湖卤水，但现有技术对于盐湖中碳酸锂的提取率较低。

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂组合使用，可以使现有技术无法开采的含碳酸锂矿，变成具有开采价值的矿产。

综上所述：可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、絮凝剂组合使用，在湿部造纸领域、污水处理领域、盐湖卤水提取碳酸锂领域都是一项前所未有的技术革新。

具体实施方式

实施例一

实验室实验部分

1.1 实验目的

比较可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用与阳离子聚丙烯酰胺的助留效果，为实际生产提供依据。

主要原料及测试仪器

针叶木浆：干度为30.67％，打浆度为40°SR；

碳酸钙：加入量为20％(相对于绝干纤维)；

样品A：德国巴斯夫生产的固体阳离子聚丙烯酰胺，分子量490万，阳离子度10％；

样品B：1.可溶性硅酸盐溶液固含量25％

2.聚合氯化铝固含量29％

3.阳离子淀粉聚合物，固含量为50％，电荷密度为8.37μeq/L

长春月明GBJ-A型纤维标准解离器，打浆度测定仪，纸样抄取器

QYC II油压机，平板纸样干燥器，杭州博科TTM-500型电脑抗张实验机，电荷密度测定仪。

1.2 样品的制备实验方法

1.2.1

先用少量水渗透润胀，后在搅拌下慢慢加水稀释，转移到容量定容。

1.2.2 浆料的准备

1.2.3 纸页抄造

取一定量已疏解好的浆料(1.5％浓度)，顺序为：低速500rpm，加入碳酸钙搅拌2min；加入相应样品，搅拌5min；稀释，在纸样抄取器上进行抄片，定量为70g/m²标号。同时测定纸料的打浆度。将湿纸页在4MPa压力下，压榨1min，然后在纸样干燥器中干燥。

1.2.4 纸张物性测定：

参照国家标准方法，在恒温很湿室进行成纸性能测试。

1.3 添加不同样品对纸页首程留着率、打浆度、抗张强度、耐折度的影响

由表可以看出：

1.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用综合性能较优，随着添加量增加，首程留着率要明显高于巴斯夫生产的阳离子聚丙烯酰胺，成纸物性提高也优于它。其中样品巴斯夫阳离子聚丙烯酰胺固体，分子量490万，阳离子度10％，随着用量增加，各测试数值都有明显下降，应为纤维过度絮凝所致。

2.现有技术填料的首程留着效率最高达到75％，本发明首程留着率可以达到95％以上，最高程度的减少了细小纤维及填料的流失，对降低成本提高经济效益有着积极作用。

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物上机实验

1.1 试验条件

淀粉聚合物机上试验条件

1.2 试验方案

现有技术传统工艺，一切不变的情况下，检测上网浓度、网下浓度、首程留率阳电荷需求。

1.3 添加量

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用

1.按吨纸2.5公斤加入，在配浆池添加稀释60倍。

2.可溶性硅酸盐(硅酸钾4％、硅酸钠95％、硅酸锂1％)稀释30倍按吨纸2公斤在压力筛前添加然后加入

3.稀释60倍的溶解好的淀粉聚合物按吨纸1.5公斤在压力筛后面添加

1.4 试验结果

1.4.1 网部首程留着率

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用上机使用首程保留率变化

由此表可易看出首程留着率提高15％以上。试验过程，现场测试系统滤水无明显变化。

1.4.2 成纸物性指标

可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用机试物性变化

由此表可以看出，添加淀粉聚合物后，成纸裂断长、耐折度有一定提升。

结论：

(1)实验室实验证明，可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用在首程保留率的表现要优于普通助留剂，且不影响成纸匀度。

(2)可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用，在不影响成纸匀度的情况下，首程留着率可提高15％——20％。且成纸物性有一定提升。

(3)与阳离子聚丙烯酰胺相比，可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用可减少对纸机系统温度的影响，有利于纸机系统的正常运转及其它化学品的使用。

(4)细小纸浆纤维、填料更多的留着在网上变成纸张，对节能减排降低成本具有重大意义。

实施例二

实验室抄片部分

110克瓦楞纸抄片

实验目的：比较可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用加入前后空白样与加入后对比，看增加重量，灰份。

原料1、A、可溶性硅酸盐B、聚合氯化铝C淀粉聚合物

2、再生浆(废纸壳打浆)40％

生物制浆60％

实验结果

1、加入可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用的纸张的重量为1.38g，未加入可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用的纸张的重量为1.24g，增重量为0.14g。每平方米增重14g，增重比例为11.29％。

2、按生产110克纸张折算面积9091m²，吨纸增重127kg，吨纸增加生产总值127×3.5＝445元

3、吨纸增加助留剂生产成本为85元

4、吨纸增加经济效益为445-85＝360元

实施例三

填料改性的方法步骤：

1、将填料碳酸钙制成百分之20％的水溶液。

2、每吨填料绝干加入1.5kg——3.5kg聚合氯化铝。混合均匀。

3、每吨填料加入2kg——4kg含量25％硅酸钠。改性后的填料可直接添加在湿部造纸系统中。

实施例四

在污水处理中，根据污水含阴离子或阳离子的情况加入聚合氯化铝，可溶性硅酸盐后，选择加入阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺，原则是在含阴离子的污水中，加入阳离子聚丙烯酰胺，在含阳离子的污水中，加入阴离子聚丙烯酰胺。意义在于可减少聚丙烯酰胺的使用量，降低污水处理的成本，因为聚合氯化铝、可溶性硅酸盐(硅酸钠)价格每吨小于2000元，而聚丙烯酰胺每吨都在万元以上。

实施例五

碳酸锂是锂电池制造不可缺少的原料，在含量低的含碳酸锂的盐湖卤水中

1.加入聚合氯化铝。

2.加入可溶性硅酸盐。

3.加入阳离子聚丙烯酰胺，使混于卤水中的碳酸锂絮凝，沉淀、分离出沉淀物，得到含碳酸锂较高的沉淀物，使不具备开采价值的盐湖贫矿，具有开采价值。

Claims (7)

1.由可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物组合使用应用于湿部造纸的新方法。

2.用聚合氯化铝与可溶性硅酸盐将填料(碳酸钙、滑石粉、钛白粉及其它用于填充纸张的物质)改性，改性后的填料用于湿部造纸。

3.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺，在湿部造纸领域组合使用的新方法。

4.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物在污水处理领域组合用的新方法。

5.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺)在污水处理领域组合使用的新方法。

6.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、淀粉聚合物在盐湖卤水中提取碳酸锂领域组合使用的新方法。

7.可溶性硅酸盐、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺)在盐湖卤水中提取碳酸锂领域组合使用的新方法。