JPS6153112A - 炭酸カルシウムの回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパルプ蒸解工程（二おける炭酸カルシウムの回
収方法、さらに詳しくいえば、パルプ蒸解工程における
緑液のカセイ化処理において、あらかじめ該緑液に特定
の処理を施して清澄化したのち、カセイ化処理を行うこ
と（二よって、グラスチック用や紙用のフィラーとして
有用な白色度に優れた炭酸カルシウムを回収する方法に
関するものである。

従来の技術 一般（：木材には、主成分として繊維素とリグニンが含
まれ、さらに多少の酸性有機物と微量の無機物が含まれ
ている。したがって、化学的方法でパルプを調製するた
めには、繊維と繊維とを強く接着している主としてリグ
ニンから成る中間層を溶出して繊維素を単離し、同時に
繊維素内に存在するリグニン、非繊維素炭水化物及び特
殊成分を除去して、柔軟な繊維素を集めるといった方法
が用いられている。このような化学的パルプ調製法は、
主としてアルカリ法、亜硫酸法及び塩素法の６方法に分
類することができる。

これらの方法の中でアルカリ法によるパルプの調製には
、さらに、水酸化ナトリウムのみで蒸煮を行うカセイソ
ーダ法と、補給薬品として硫酸ナトリウムを用い、水酸
化ナトリウムと硫化ナトリウムとの混合溶液で蒸煮する
硫酸塩法の２つの方法があるが、両方法とも木材中の非
繊維素分の溶出は主として水酸化ナトリウムの作用によ
るもので、経済的作業方法として、ともに水酸化す）　
ＩＪウムを回収使用する。したがって、これらの２つの
方法は根本原理（−おいて異なる製法ではない。

このアルカリ法によるパルプの調製は、大別して（１）
蒸煮工程、（２）黒液の蒸発工程、（３）緑液のカセイ
化工程の３工程から成っている。

すなわち、蒸煮工程においては、カセイソーダ法の場合
は主として水酸化ナトリウムを含有する白液な用い、硫
酸塩法の場合は主として水酸化ナトリウム及び硫化ナト
リウムを含有する白液な用いて、パルプ用木材の蒸煮を
行い、リグニンなどの非繊維素分の溶出を行う。この際
、硫酸塩法においては、硫化ナトリウムは１次の反応式
％式％（１） に従って、加水分解し、蒸煮でＮａＱＨが消費されるに
伴い１反応は右方へ進みＮａ□Ｈが補給される。

蒸煮終了後、繊維素（パルプつと黒液と（−分離され、
黒液は、次の黒液蒸発工程へ供給される。

黒液蒸発工程においては、黒液はまず固形分５０重量％
程度になるまで濃縮されたのち、回収炉内で残余の水分
がとシ除かれ、次に熱によって有機分が分解されて、可
燃性の揮発性物質と不揮発性の炭素及び無機薬品と（二
なる。この無機薬品は、カセイソーダ法では主として炭
酸ナトリウムであシ、硫酸塩法では炭酸ナトリウムと硫
化ナトリウムである。硫酸塩法の場合、硫化ナトリウム
は補給されず、硫酸ナトリウムが補給され、このものが
、この工程において炭素によって還元されて、硫化ナト
リウムとなる。

前記工程で得られた不揮発性の炭素と無機薬品との混合
物は黒灰と呼ばれ、この黒灰を水で浸出を行い、緑液（
グリーンリカー〕を得る。該緑液はカセイ化工程へ供給
され、生石灰又は消石灰を用いて、緑液中の炭酸ナトリ
ウムのカセイ化を行　　　　　　かい、水酸化す）　Ｉ
）ラムに変換する。この際、炭酸カルシウムが＼副生ず
るので、これを除去し、得られた水溶液は白波として蒸
煮工程ヘリサイクルする。

ところで、炭酸カルシウムは製紙、プラスチックス、ゴ
ムなどのフィラーや、インク、塗料などの白色顔料とし
て多量に使用されている。このような用途には、現在、
天然産のものや、水酸化カルシウムと二酸化炭素との反
応によって製造される合成炭酸カルシウムが使用されて
いる。

本発明は、前記のパルプ蒸解工程における緑液のカセイ
化処理で副生ずる炭酸カルシウムを、簡、　　半な操作
で、前記の各用途、特に紙用フィラーとして用いうる白
色度に優れたものとして回収する方法に関するものであ
る。

従来、パルプ蒸解工程における緑液のカセイ化処理では
、緑液にそのまま生石灰又は消石灰を投入して炭酸ナト
リウムのカセイ化を行っているため、副生炭酸カルシウ
ムはカーボンなどを含み、極めて色調が悪く、また純度
が低いことから、前記用途に用いることができず、した
がって、分離された炭酸カルシウムは、乾燥したのち焼
成を行い、生石灰に変換して、緑液のカセイ化工程ヘリ
サイクルしている。しかしながら、このような副生炭酸
カルシウムを生石灰へ変換するシステムは、設備コスト
やエネルギーコストの面で、必ずしも経済的であるとは
いえない。

発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、このような事情に鑑み、よシ経済的にパ
ルプを調製するため、前記緑液のカセイ化工程（二おい
て、付加価値の高い紙用フィラーなどとして用いうる白
色度などの品質に優れた副生炭酸カルシウムを、極めて
簡便な操作で回収する方法を提供すべく鋭意研究を重ね
た結果、該緑液にあらかじめ特定の処理を施したのち、
カセイ化することによシ、その目的を達成しうろことを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
０ 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、パルプ蒸解工程において、緑液中
の炭酸ナトリウムを消石灰又は生石灰を用いてカセイ化
したのち、生成した炭酸カルシウムを分離回収するに当
）、カセイ化する前に、該緑液中に空気を吹き込んで、
その中に懸濁している遊離カーボンを主体とする黒色浮
遊物を凝集させ、次いでこのものを除去して該緑液を清
澄化することを特徴とする炭酸カルシウムの回収方法を
提供するものである。

本発明において用いる緑液は、カセイソーダ法及び硫酸
塩法のいずれのアルカリ法におけるものでもよく、カセ
イソーダ法による緑液には主として炭酸ナトリウムが、
硫酸塩法による緑液には主として炭酸ナトリウム及び硫
化ナトリウムが含有されている。緑液のカセイソーダに
おいては、これらの緑液中の炭酸ナトリウムを消石灰又
は生石灰を用いて、次の反応式に示すように水酸化ナト
リウムに変換する。

Ｎａ２ｃ０３−１−　Ｃａ　（ＱＨ）２→２ＮａＱ）ｉ
＋○ａｃｏｓ　　”・（ｎ）Ｎａ２０Ｑ、　十〇ａＯ＋
Ｈ２Ｑ−＋　２ＮａＯＨ＋　ＣａＣＱ３−（１）この際
、１モルの炭酸ナトリウムをカセイ化するのに、１モル
の炭酸カルシウムが副生ずる。

この緑液には、前工程の黒液の蒸発工程で生じた遊離カ
ーボンが懸濁しておシ、したがって白色度に優れた炭酸
カルシウムを回収するためには、この遊離カーボンをあ
らかじめ取り除くことが必要である。

本発明方法においては、カセイ化する前に予め、該緑液
中に空気を吹き込んで、その中に懸濁している遊離カー
ボンを主体とする黒色浮遊物を凝集させ、次いでこのも
のをろ過などの手段を用いて除去し、該緑液を清澄化し
たのち、カセイ化処理を行う。空気吹込みは、通常２０
〜６０°Ｃで、緑液１１！当シ毎分１〜６１の割合で行
われる。この際、所望に応じ各種の凝集剤を用いること
ができる。この凝集剤としては、例えばアニオン系高分
子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子
凝集剤などの有機系凝集剤が好ましく用いられる。空気
吹込み時間は温度、吹込量、凝集剤の有無などによって
左右されるが、通常１０分間〜２時間程度である。

カセイ化処理には、消石灰又は生石灰が用いられ、それ
らは通常炭酸ナトリウムに対する理論量の約５％過剰量
で使用される。炭酸ナトリウムのカセイ化反応は吸熱反
応であって、低温度では著しく遅くなる。生石灰を用い
る場合は、消化反応が発熱であるので、通常その熱によ
ってカセイ化が行われるが、消石灰を用いる場合は加熱
してカセイ化を行う。カセイソーダは９０℃以上が好ま
しく、カセイソーダは温度に左右されるが、一般に６０
分間〜３時間程度である。またカセイ化反応はバッチ式
で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。

前記カセイ化反応が終了すれば、副生炭酸カルシウムを
公知のろ過手段、例えばフィルタープレスや連続回転ろ
過機などを用いてろ過する。得られたろ液は白液として
蒸煮工程ヘリサイクルする。

この白液は、カセイソーダ法では水酸化ナトリウ。

ムな主成分として含有し、硫酸塩法では水酸化ナトリウ
ム及び硫化ナトリウムを主成分として含有する。

一方、回収された炭酸カルシウムは白色度に優れたもの
であシ、十分に洗浄したのち乾燥して、そのまま紙用フ
ィラーなどとして用いてもよい。

また、該フィラーとして用いる場合、分散性が重要であ
シ、したがって、分散性を向上させるために、所望に応
じ、十分に洗浄後の前記炭酸カルシウムを５〜８０重量
％濃度のスラリーにしたのち、サンドミル、ボールミル
、コロイドミルなどを用いて湿式粉砕してもよい。この
際、ポリアクリル酸ナトリウムなどの公知の分散剤を該
スラリーに、固形分当シ０，５〜１．５重量％添加する
ことが望ましい。

発明の効果 本発明方法によれば、パルプ蒸解工程における緑液のカ
セイ化処理で副生ずる炭酸カルシウムは、白色度に優れ
たものであ、って、付加価値の高い紙用フィラーなどと
して利用することができ、したがって、パルプ調製コス
トは従来の方法に比べて経済的に有利となる。

実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ３０°Ｃの緑液に空気を該緑液１１当ｂ２ｚの割合で３
０分間吹き込み、黒色浮遊物を凝集させたのち、該黒色
浮遊物をろ別して緑液な清澄化した。

次いでこのものに、生石灰を緑液中の炭酸ナトリウム（
二対して理論量の５％過剰添加し、９０°Ｃで１時間カ
セイ化処理を行った。生成した炭酸カルシウムはる取し
て十分水洗したのち乾燥し、白色度、粒度分布、ワイヤ
ー摩耗性などの粉体物性を求めた。その結果を第１表に
示す。

なお、白色度はＫｅｔｔ式白度計（グリーンフィルター
〕を、粒度分布は光透過式粒度分布測定器を、摩耗試験
は日本フィルコン製摩耗試験機（プラスチックワイヤー
〕を用いて測定した。

実施例２ 実施例１と同様にして緑液のカセイ化処理を行い、生成
した炭酸カルシウムをろ取して十分（＝水洗したのち、
固形分２０重＠チのスラリーとし、サンドミルを用いて
微粉砕した。微粉砕した炭酸カルシウムは乾燥したのち
、実施例１と同様にして各粉体物性を求めた。その結果
を第１表（二示す。

実施例３ 実施例２（＝おいて、スラリー濃度を７０重重量類し、
このスラリーにポリアクリル １、０重量類を添加する以外は、実施例２と同様にして
、微粉砕炭酸カルシウムを得、その粉体物性を求めた。

その結果を第１表に示す。

比較例 実施例１において空気の吹込みは行わずに、その他は実
施例１と同様にして炭酸カルシウムを得、その粉体物性
を求めた。その結果を第１表（＝示す。

なお、比較のため市販の白色重質炭酸カルシウムの各粉
体物性も第１表）二併記する。

応用例 実施例１〜３、比較例で得た炭酸カルシウム及び市販品
の白色重質炭酸カルシウムをフィラーとして用い、抄紙
を行い、得られた紙について各紙質試験を行った。その
結果を第２表に示す。

なお、抄紙条件は パルプ　ＬＢＫＰ　１００％ 叩解度　３５０　ＨＩ　Ｃ，ｆ．Ｂ 填　料　灰分（　ａａｃｍ，換算）１５チサイズ剤　バ
ーコン４０（ディックバーキュレス製）０．４％定着剤
　セパランＡＰ−３０（ダウケミカル製）０．０５％で
１、紙質試験は，Ｔ工Ｓに準じて行った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　パルプ蒸解工程において、緑液中の炭酸ナトリウム
   を消石灰又は生石灰を用いてカセイ化したのち、生成し
   た炭酸カルシウムを分離回収するに当り、カセイ化する
   前に、該緑液中に空気を吹き込んで、その中に懸濁して
   いる遊離カーボンを主体とする黒色浮遊物を凝集させ、
   次いでこのものを除去して該緑液を清澄化することを特
   徴とする炭酸カルシウムの回収方法。