CN1546789A - 改进的回收白泥工艺及其在中性施胶纸生产中的应用 - Google Patents
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Abstract
改进的回收白泥工艺及其在中性施胶纸生产中的应用，属三废利用。絮凝时原绿液∶石灰乳＝30∶1～1.2；90～100℃/搅20～40min；辅助苛化时白泥∶清绿液＝5～8∶1；90～100℃；洗残碱，白泥∶水＝1∶8～10；白泥研至粒径≤20～30μm。细度20～30μm；浓度12～18％w/w；白度80～95％；残碱≤0.5％；活性CaO≤0.5％；pH 9～11；10min沉降体积3～10ml/g；尘埃度≤0.5mm2/g；325目筛余物≤0.05％；加填时绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0～0.2∶0.15～0.4∶0.015～0.02；AKD乳液量15～18kg/T纸。
Description
技术领域
本发明属于造纸工业中三废的回收利用，具体涉及改进的白泥回收工艺及其在中性施胶纸生产中的应用。
背景技术
世界上有不少国家造纸原料主要是木浆，而我国造纸工业因受资源影响，造纸原料主要以草浆、苇浆、蔗浆或上述诸浆与木浆的混合物为主。因受草浆类原料的影响，其废液碱回收过程中副产的苛化白泥中硅含量偏高，不适用常规的煅烧法，而行业中普遍采用的化学法、水洗法，或因成本过高不适合国情；或因副产的碳酸钙质量达不到造纸中填料的使用标准。
改进前的回收白泥工艺是：草浆法造纸工艺出来的原绿液，在澄清器中自然静置澄清，周期长，效果差；消化的石灰加在绿液贮槽造成绿液夹带的硅、碳及其它胶态固态杂质，依然存在，继续下行、积累，被带入苛化反应体系；苛化后的白液不易澄清，白泥不易沉降、过滤和洗涤，白泥中残碱量高，碱损失大。
公开号CN 1084413C公开了一种《造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺》，采用绿液预处理，过量石灰将绿液两次苛化，据其报道，得到可回收利用的烧碱溶液和轻质碳酸钙；其不足是：工序繁琐，且仅木浆法绿液回收的轻质碳酸钙，可以达到国标质量要求；草浆法绿液回收的轻质碳酸钙达不到国标质量要求。
公开号CN 1349861A公开了一种《白泥回收工艺》，其是在现有“水洗法”基础上的改进，保留了通CO2气体进行碳酸化处理工序，增加了“研磨”工序，提高了白度和细度；曾在小范围内回收试用，此种回收的“碳酸钙”颗粒质地比较松散，细度和白度均差，且印刷过程中仍然经常“掉粉”，很难满足印刷需求，故未能应用于造纸生产。
所以，目前众多纸浆法造纸企业产生的“苛化白泥”，仍然是超标排放或填埋，不仅污染环境，也造成资源的极大浪费。
发明内容
本申请的发明目的，是研制一条适合国情、成本低廉，能在草浆法纸厂适用的，改进的回收白泥工艺及其在中性施胶纸生产中的应用。
本发明的技术方案是：研制一种回收白泥工艺，其包括绿液澄清、消化、苛化、沉渣和清洗工序，其特征是原绿液澄清工序增加絮凝步骤，清绿液对白泥辅助苛化步骤，白泥增加洗涤残碱和研磨、规整步骤，其中：
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1～1.2；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌20～40min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度25～30％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝5～8∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶8～10；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度12～18％w/w，备用。
上述的回收白泥在中性施胶纸生产中的应用，其特征是：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm；浓度12～18％w/w；白度80～95％；以NaOH计残碱含量≤0.5％；活性CaO含量≤0.5％；PH9～11；10分钟沉降体积3～10ml/g；尘埃度≤0.5mm2/g；325目筛余物≤0.05％；(注：砂磨机-STM300B型江阴申兴化工机械厂产。)
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.15～0.2∶0.15～0.2∶0.015～0.02
(3)或在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.3～0.4∶0.015～0.02
(4)10％AKD乳液用量是15～18kg/T纸。
注：AKD，Alkyl kelene dipolymer商品名称烷基乙烯酮二聚体，济南天马公司出品。
本申请的优点是：
1.工艺合理，在原回收工艺的基础上实施改进，原绿液澄清工序增加絮凝步骤，清绿液对白泥辅助苛化步骤，白泥增加洗涤残碱和研磨、规整步骤；设备改造易，资金投入少；
2.改进后的回收白泥，经在生产中试用，完全可以代替原来使用的工业品轻质碳酸钙，在中性施胶纸生产中应用，生产出高质量的中性施胶纸；
3.废物利用，减少二次污染，不仅增加经济效益；社会效益和环境效益显著。
4.在主要以草浆类纤维为原料的造纸厂中，将回收白泥成功用于生产套用，本发明系国内首家，意义深远。
附图说明
图1是本发明改进后的白泥回收工艺流程示意图；
图2是改进前的原白泥回收工艺流程示意图；
图3是回收白泥应用于中性施胶纸流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的构思进一步阐述：
在造纸碱回收的原绿液中，除含有Na2CO3、NaOH等有用碱、泥沙和未完全燃烧的炭粒外，还含有Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)3、Fe2O3、FeS以及含硅化合物等胶体杂质，它们如果进入下步苛化反应体系，不仅会使白液(NaOH)不易澄清，白泥不易沉降、过滤和洗涤，从而影响苛化工序的正常运行；且这些杂质必然混杂在苛化产生的白泥(CaCO3)中，混入后很难清除。
图2中，显示的是改进前的原白泥回收工艺流程示意图。
原绿液经绿液澄清器自然沉降→澄清后的绿液进入储存槽→消化器→苛化器→白液澄清器→1#预挂过滤器→沉渣槽→绿泥槽自然沉降的清绿液进入2#预挂过滤机套用。草浆法造纸工艺出来的原绿液，在澄清器中自然静置澄清，周期长，效果差；消化的石灰加在绿液贮槽造成绿液夹带的硅、碳及其它胶态固态杂质，依然存在，继续下行、积累，被带入苛化反应体系；苛化后的白液不易澄清，白泥不易沉降、过滤和洗涤，白泥中残碱量高，碱损失大。
图1中，显示本发明改进后的回收白泥工艺流程示意图。
在第一步增加“絮凝”步骤，原绿液与絮凝剂同步进入绿液澄清器，经“絮凝”步骤原绿液夹带的胶态固态杂质被“絮凝”在绿泥中排出；澄清的绿液部分用于配制“絮凝剂”，大部下行加入石灰乳后，经消化器、苛化器、白液澄清器，分出浓白液(NaOH)后，进入1#预挂机；过滤后的“白泥乳液”，在沉渣槽中加澄清绿液，对沉渣槽中的白泥辅助苛化后，经2#预挂过滤机→白泥洗涤器，用常水洗涤白泥中的残碱(洗涤水套用)；洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，在储槽备用。
本发明使原绿液进入苛化反应前已经预先彻底上述夹带的胶体杂质；再经辅助苛化、清洗残碱；所以进入“研磨、匀整”步骤的回收白泥除粒度、匀整度、沉降体积各有差距外，质量上已经达到造纸填料的要求；“研磨、匀整”后可以顺利用于生产。
图3中，显示在纸浆流程的“高位箱”处，回收白泥与滑石粉、助剂同时加入，进入纸浆流程的示意图。
经申请人在万吨计的中性施胶纸生产中试用证实，本发明工艺的回收白泥，完全可以代替工业规格的轻质碳酸钙。对照酸性施胶纸和中性施胶纸(单纯使用滑石粉作填料和滑石粉加回收白泥作填料者)，其对比的测定结果显示，中性施胶纸的强度、不透明度、灰份都较酸性施胶纸为好，主要是没有(酸性施胶纸添加)硫酸铝的影响，纸张脆性下降；添加滑石粉加回收白泥作填料者，未发现不良影响。
实施例1一种改进的回收白泥工艺及其在中性施胶纸中的应用
即在原绿液澄清工序增加絮凝步骤，清绿液对白泥辅助苛化步骤，白泥增加洗涤残碱和研磨、规整步骤，其中：
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌20～40min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度30％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝8∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶10；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度18％w/w，备用。
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm(马尔文粒径仪测定，其细度大致相当于500目)；浓度10～20％w/w；白度95％；以NaOH计残碱含量0.4％；活性CaO含量0.35％；PH 9～11；10分钟沉降体积10ml/g；尘埃度0.5mm2/g；325目筛余物0.05％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.2∶0.2∶0.2
(3)10％AKD乳液用量是18kg/T纸。
应用举例：
配浆时，草浆原料中常规增白剂、品蓝按常规量加入，循环均匀后，加入相当于绝干浆总量0.2的阳离子淀粉；
调整AKD(Alkyl kelene dipolymer商品名称烷基乙烯酮二聚体，济南天马公司出品)用量，按360ml/min加入，总用量调整到18kg/T纸，AKD加入点为高位箱；逐渐向浆料中添加填料，先用滑石粉作填料，常规检测“表吸”，待“表吸”稳定后，添加相当于绝干浆总量0.2的白泥，观察抄纸机运行情况，及时测定上网PH值和Zeta电位是否在规定范围。待抄纸机出纸正常后，取纸样，在115℃烘15min后按规定方法，检测纸张物性指标，对照酸性施胶纸、单纯使用滑石粉作填料和滑石粉加回收白泥作填料三者的测定结果：
酸性施胶纸 中性施胶纸(滑石粉作填料) 中性施胶纸(滑石粉加回收白泥作填料)
不透明度，％ 81 83.33 84.48
平均表吸，g/m2 27～40 30～40 30～40
灰份，％ 21.30 23 26.35
抗张指数，Nm/g 29.1 36.4 38.8(纵向)
25.5 29.1 30.7(横向)
从以上数据分析，中性施胶纸的强度、不透明度、灰份都较酸性施胶纸为好，主要是没有(酸性施胶纸添加)硫酸铝的影响，纸张脆性下降；添加滑石粉加回收白泥作填料者，未发现不良影响。纸张钞造过程还体现以下优点：
1.系统清洁，流浆箱、高位箱、混合池没有泡沫，无纸屑粘缸；干燥效果好于酸性施胶纸，同等产量蒸汽消耗降低。
2.无需添加松香胶、硫酸铝，操作简便，工艺易掌握。
3.在线添加中性施胶剂，施胶效果便于调整，表面吸收重量更稳定。
中性抄纸(添加回收白泥作填料)与改进前的酸性抄纸比较，成本下降，质量提高
1.因为填料添加剂品种减少和回收使用“白泥”，成本下降11元/T纸。
注：填料成本
酸性抄纸 中性抄纸
填料 单耗 价格 填料 单耗 价格
滑石粉 0.3 54元 滑石粉+回收白泥 0.15 42元
硫酸铝 0.2 20元 AKD 0.024 72元
松香胶 0.00255 51元 (10％含量)
合计 125元/T纸 114元/T纸
以本单位为例，年产文化纸18万吨，应用回收白泥于生产，可降低成本近200万元/年。
2.纸张品质提高，中性施胶纸不返黄，强度高，不透明度高，且可有效减少色差和减少视觉两面差。
在主要以草浆类纤维为原料的造纸厂中，将回收白泥成功用于生产套用，本发明系国内首家，意义深远。
本发明实现废物利用，减少二次污染，经济效益、社会效益和环境效益显著。
实施例2
回收白泥工艺
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1.2；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌20～40min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度25％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝5∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶8；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度12％w/w，备用。
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm(马尔文粒径仪测定，其细度大致相当于500目)；浓度10～20％w/w；白度80％；以NaOH计残碱含量0.45％；活性CaO含量0.35％；PH9～11；10分钟沉降体积3ml/g；尘埃度0.25mm2/g；325目筛余物0.045％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.15∶0.15∶0.15
(3)10％AKD乳液用量是15kg/T纸。其余同实施例1。
实施例3
回收白泥工艺
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1.1；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌30min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度28％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝6∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶9；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度15％w/w，备用。
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm(马尔文粒径仪测定，其细度大致相当于500目)；浓度10～20％w/w；白度85％；以NaOH计残碱含量0.45％；活性CaO含量0.5％；PH9～11；10分钟沉降体积5ml/g；尘埃度0.35mm2/g；325目筛余物0.05％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.16∶0.16∶0.16
(3)10％AKD乳液用量是16kg/T纸。其余同实施例1。
实施例4
回收白泥工艺
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1.05；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌20～40min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度29.5％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝7.5∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶8.5；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度13.5％w/w，备用。
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm(马尔文粒径仪测定，其细度大致相当于500目)；浓度10～20％w/w；白度88％；以NaOH计残碱含量0.47％；活性CaO含量0.47％；PH9～11；10分钟沉降体积4ml/g；尘埃度0.37mm2/g；325目筛余物0.038％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.19∶0.19∶0.19
(3)10％AKD乳液用量是17.5kg/T纸。其余同实施例1。
实施例5
回收白泥工艺
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1.05 ；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌35min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度26.5％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝7∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶8.5；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度12～18％w/w，备用。
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm(马尔文粒径仪测定，其细度大致相当于500目)；浓度10～20％w/w；白度93％；以NaOH计残碱含量0.39％；活性CaO含量0.37％；PH9～11；10分钟沉降体积8.5ml/g；尘埃度0.49mm2/g；325目筛余物0.032％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.17∶0.2∶0.18
(3)10％AKD乳液用量是17kg/T纸。其余同实施例1。
实施例6
回收白泥工艺同例1；
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格同例1
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.3∶0.015
(3)10％AKD乳液用量是15kg/T纸。其余同实施例1。
实施例7
回收白泥工艺同例2；
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格同例2；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.4∶0.02
(3)10％AKD乳液用量是16kg/T纸。其余同实施例2。
实施例8
回收白泥工艺同例3；
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格同例3；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.35∶0.018；
(3)10％AKD乳液用量是17.5kg/T纸。其余同实施例3。
实施例9
回收白泥工艺同例4；
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格同例4；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.38∶0.019；
(3)10％AKD乳液用量是17kg/T纸。其余同实施例4。
实施例10
回收白泥工艺同例5；
上述方法回收的白泥在中性施胶纸生产中应用：
(1)应用的白泥规格同例5；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.33∶0.016；
(3)10％AKD乳液用量是17kg/T纸。其余同实施例5。
Claims (2)
1.一种回收白泥工艺，其包括绿液澄清、消化、苛化、沉渣和清洗工序，其特征是原绿液澄清工序增加絮凝步骤，清绿液对白泥辅助苛化步骤，白泥增加洗涤残碱和研磨、规整步骤，其中：
(1)向原绿液中添加石灰乳对其絮凝处理，石灰乳浓度8～10％w/w，
其重量配比是：原绿液∶石灰乳＝30∶1～1.2；
絮凝处理时，温度90～100℃；搅拌20～40min；处理液静置，分离绿泥渣单独处理；
(2)分离得到的清绿液对沉渣槽中的白泥辅助苛化，白泥浓度25～30％w/w，
其重量配比是：白泥∶清绿液＝5～8∶1；常规搅拌下，辅助苛化温度90～100℃；
(3)用常水洗涤白泥中的残碱，用水量与白泥之重量比是：白泥∶水＝1∶8～10；
搅拌洗涤后，以NaOH计残碱含量降至≤0.5％；
(4)洗后的白泥，经研磨、匀整至粒径≤20～30μm，白泥乳液的浓度12～18％w/w，备用。
2.一种按照权利要求1所述的回收白泥在中性施胶纸生产中的应用，其特征是：
(1)应用的白泥规格：细度20～30μm；浓度12～18％w/w；白度80～95％；以NaOH计残碱含量≤0.5％；活性CaO含量≤0.5％；PH9～11；10分钟沉降体积3～10ml/g；尘埃度≤0.5mm2/g；325目筛余物≤0.05％；
(2)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶滑石粉∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.15～0.2∶0.15～0.2∶0.015～0.02
(3)在中性施胶造纸加填时的重量配比是：
绝干浆∶回收白泥∶阳离子淀粉＝1∶0.3～0.4∶0.015～0.02
(4)10％烷基乙烯酮二聚体乳液用量是15～18kg/T纸。
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