SU825759A1 - Способ подготовки наполнителя для производства бумаги - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к способу .подготовки наполнител  бумажной мас сы и может быть использовано при получении высококачественных видов бумаги и каргона.

Известны способы подготовки наполнител , в частности, каолина, наиболее широко примен емого в производстве бумаги, и картона, путем обработки его водной суспензии минеральными кислотами или минеральными кислотами в присутствии восстановителей , например гидросульфата натри  или цинка, с целью повышени  его белизны l .

Такое химическое отбеливание направлено на частичное удаление из каолина соединений железа,  вл кпдихс  в нем основными хромофорсши, и со провождаетс  восстановлением 3-х валентного железа в 2-х вашентное с последующим удалением растворенных соединений железа из каолина.

Однако при введении в суспензию каолина минеральных кислот происходи не только растворение загр зн ющих его окислов железа, но и частичное разрушение самих кристаллов каолинит вследствие чего измен ютс  его по .верхностные свойства. В зависимости

от степени разрушени  структуры поверхности каолинита могут измен тьс  и технологические свойства каолина, как наполнител  и пигмента дл  производства бумаги. Введение такого наполнител  в бумажную массу может привести к более значительному (по сравнению с исходным каолином) понижению механической прочности бумаги, ухуд0 шению удержани  каолина при формовании бумажного полотна.

Поэтому процесс подготовки наполнител  бумажной массы необходимо по возможности проводить таким образом,

5 чтобы при достижении глубокой степени обезжелезивани  каолина и высокой степени его белизны максимально сохранить те ценные технологические свойства, которыми обладает природ0 ный каолин.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ подгото и каолина путем обработки его водной суспензии серной кислотой и гидросульфитом нат5 ри  вприсутствии сернокислого алюмини  при рН 3 и весовом соотношении серной кислоты и сернокислого алюмини  1:1. Присутствие в реакционной смеси сернокислого алюмини  способ0 ствует сохранению поверхностной активности каолинита, .предотвраща  переход AgjO из каолинита в раствор в соответствии с законом действи  масс 2 .

Однако растворение некоторых загр зн ющих каолин примесей железа происходит при более низком рН, Ввиду неполного удалени  из.каолина легкорастворимых .соединений железа белина каолина, достигаема  согласно этому способу, недостаточно высока.

Конечна  белизна наполниггел  буде зависеть от исходной белизны природного каолина-, минералогического состава содержащихс  в нем соединений железа и количественного соотношени  между ними.

Цель изобретени  - повьлиение белизны наполнител  и бумаги при сохранении механической прочности бумаги ..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе подготовки наполнител  дл  производства бумажной массы путем обработки водной суспензии каолина серной кислотой или смесью серной кислоты с. гидросульфитом Натри  в присутствии сернокислого натри  при повышенной температуре, обработку водной суспензии каолина провод т пр рН 1,0-2,0 и соотношений серной кислоты к сернокислому алюминию равном 1:2-10.

Проведение процесса подготовки наполнител  бумажной массы при более низком рН (по сравнению с известным) способствует более полному удалению из каолина легкорастворимых соединений железа, ввиду чего возрастает его белизна, в то же врем  понижение рН в процессе подготовки наполнител  приводит к изменению его коллоидно-химических свойств вследствие разрушени  структуры поверхности каолинита . Поэтому повьваение белизны каолина в процессе обработки сопровождаетс  ухудшением технологических свойств, что про вл етс  в. снижении степени удержани  его в бумаге и ухудшении показателей механической прочности бумаги. Сохранить техиологические свойства исходного каолина в процессе его подготовки оказываетс  возмюжным путем уиве ьшени  весового соотношени  серной кислоты и сернокислого алкйвшни , в присутствии которого переход AgjO из кристаллической решетки каолинита в раствор замедл етс .

Предлагаемый способ осуществл  от следующим образом.

К водной суспензии каолина при перемешивании добавл ют серную кислоту и сернокислый алюминий при высоком соотноазении между ними от 1:2 до. 1:100. Серна  кислота и сернокислый алюминий ввод тс  в суспензию ка лина .одновременно, например в виде смеси, или последовательно. Обработку провод т при повышенной темпера туре, преимущественно 50-80°С. в течение 30-60 мин при рН 1,0-2,6. Процесс подготовки наполнител  предпоч- . тительно вести в присутствии гидросульфита , натри , который добавл ют в суспензию каолина .в сухом виде. Затем каолин отфильтровывают и промывают с целью удалени  перешедших в раствор соединений железа. Далее каолин поступает на сушку (при централизованном способе подготовки наполнител  дл  всей целлюлозно-бумажной промышленности ) , либо сразу подаетс  в производство дл  наполнени  бумаги (при осуществлении- предлагаемого спо5 20 25 30 35 соба подготовлен наполнител  бумажной массы непосредственно на отдельных предпри ти х ЦБП).

Ниже приведены примеры подготовки наполнител  по предлагаемому и известному способах. Исходна  белизна кйолина во всех примерах составл ет 74,5%.

Пример 1, К 20%-ной водной суспензии каолина при перемешивании добавл ют до рН 2 10%-ный водный раствор, содержащий серную кислоту и сернокислый алюминий. Весовое соотношение серной кислоты и сернокислого алюмини  в первом опыте составл ет 1:2, во втором - 1:5, в третьем и четвертом опытах соответственно - 1:10 и 1:100. Процесс обработки провод т при 50°С в течение 60 мин в присутствии гидросульфита натри , который добавл ют в сухом виде из рас|чета 0,45% от веса каолина. Затем .образцы каолина отфильтровывают, проNbiBaraT дистиллированной водой и высушивают при 105°С. Определ ют белизну каолина и количество удаленных из каолина соединений железа в пересчете на . Полученные результаты представлены в таблице. Из полученных образцов каолина приготавливают 20%-ную вод-ную суспензию, которую ввод т в бумажную массу, добавл ют сернокислый алюминий до рН 5,О и обычными приемами получают бумагу на лабораторном листоотливном аппарате

% 50 Ранид-Петтон. Белизна бумаги приведена в таблице.

Пример 2. К 20%-ной водной суспензии каолина при перемешивании добавл ют до рН 1 необходимое количество 20%-ного водного раствора, содержащего серную кислоту и серио5 «О кислый алюминий. Весовое соотнс оение серной кислоты и сериокислого лтам ни  в каждом из опытов.соответственно составл ет 1:2, 1:5, 1:10 и 1:100. Процесс подготовки наполнител  провод т при 80°С в течение 30 мин. Затем образцы каолина отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и ввод т в бумажную массу, из которой аналогично примеру 1 получают бумагу . Результаты определени  белизны

полученного наполнител , количества удаленных из каолина соединений железа , а также белизны изготовленной с ним бумаги представлены в таблице.

Пример 3. К 20%-ной водной суспензии каолина добавл ют при перемешивании до рН 3 необходимое количество водного раствора, содержащего серную кислоту- и сернокислый ёшюминий при весовом соотношении 1:1, Процесс обработки ведут при в течение 30 мин в присутствии гидросульфита натри . Гидросульфит натрг « ввод т в сухом виде в количестве 0,09 г (в расчете на 20 г каолина). Образец каолина отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и высушивают при 105°С.

Результаты определени  белизны наполнител , количества удаленных из каолина соединений железа и белизны бумаги, изготовленной с полученным по предлагаемому способу наполнителем аналогично примеру 1, приведены в таблице.

Claims (2)

1. Как видно из таблицы, проведение процесса обработки суспензии серной кислотой или серной кислотой и гидросульфитом натри  в присутствии сер нокислого алюмини  при рН 1, 0-2,0 способствует, по сравнению с известным способом, более глубокому обезжелезиванию каолина и приводит к повьвиению его белизны. При этом возрастает белизна изготовленной с ним бумаги. Это в свою очередь позвол ет снизить расход дорогосто щих оптических и отбеливав цих веществ при получении высококачественных видов бумаги и затраты на добелку волокнистых полуфабрикатов, Умекыаен е соотношени  серной кислоты и сернокислого алхмини  до 1:100 при посто киом рН ие оказывает решающего значени  на степень обезжелезивани  као лина, но в то же врем  позвол ет сохран ть поверхностную активность као лина при понижении рН до 1,0.. Как видно из таблицы, несмотр  на снижение рН в процессе подготовки наПол нител , показатели механической прочности бумаги сохран ютс . Степень удержани  наполнител  не уменьшаетс . Следовательно, предлагаемый способ подготовки.наполнител  бумажной массы позвол ет улучшить белизну бумаги без ухудшени  других качественных показателей. Дальнейшее уменьшение соотношени  серной кислоты и сернокислого алюмини  целесообразно, так как при соотношении указанных реагентов 1:100 белизна наполнител  несколько ниже, чем при их соотношении 1:2,1:5, 1:10. Однако и в этом случае конечна  белизна каолина и вумаги , полученной при его использовании , выше чем при подготовке наполнител  по известному способу. Формула изобретени  Способ подготовки наполнител  дл  роизводства бумаги путем обработки водной суспензии каолина серной кис-.

   78257598

   лотой или смесью серной кислоты сты к сернокислому алюминию равном

   гидросульфитом натри  в присутствии1:2-10,

   сернокислого алюмини  при повышенной

   температуре, отличающийс Источники информации,

   тем, что с целью повыаени  белизныприн тые во внимание.при экспертизе

   наполнител  и бумаги при сохранении е 1. MSbius C.W. Das papier. 1977,

   механической прочности бумаги, обра-т. 33, 14, 11, с. 471,

   ботку водной суспензии каолина ведут
2. 2. Патент США 3655417,

   при рН 1-2 и соотношении серной кисло-кл. 106-288 в, 1972, (прототип).