竹漿綠液精制白泥碳酸鈣控制技術研究.pdf

1、竹材制漿主要為堿法硫酸鹽蒸煮，制漿黑液通過堿回收進行處理，因此將會產生大量的苛化副產物----白泥。由于竹材原料的硅含量高，這些硅將在白泥中富集，致使白泥殘堿含量高，將這些白泥用于煅燒循環(huán)時，殘堿將會腐蝕轉爐，同時煅燒后的石灰將產生硅板結，從而使其煅燒循環(huán)利用難以實施。在這樣的情況下，竹漿白泥主要通過填埋進行處理，不僅大量占用土地，而且殘堿易滲透，二次污染明顯。借鑒麥草漿堿回收白泥用于造紙?zhí)盍系募夹g，來解決硫酸鹽竹漿堿回收白泥的資源化利

2、用，是一條有效途徑。但是，與麥草漿相比，硫酸鹽法竹漿綠液中硅、硫元素含量高，限制了白泥精制碳酸鈣填料的有效發(fā)展。從竹漿堿回收白泥的生產實際來看，所制備的白泥白度低、色澤偏綠，不滿足紙張?zhí)盍系膽靡?。因此，必須首先解決其白度低、色澤綠的問題。本文針對白度高、色度穩(wěn)定的竹漿白泥的生產技術進行了研究，旨在為竹漿堿回收白泥精制碳酸鈣填料提供實驗基礎及理論依據，并促進該技術的發(fā)展。
　　論文研究內容主要包含:綠液影響白泥白度的主要因素探討

3、、石灰品質及苛化條件對白泥碳酸鈣白度的影響研究、苛化工藝對白泥碳酸鈣白度及色度穩(wěn)定性的研究。通過研究，得出如下主要結論:
　　竹漿綠液水不溶物對白泥白度影響顯著，1#竹漿綠液中的水不溶物含量由1130mg/L降低至0mg/L時，白泥白度增幅達到9.03％ISO;2#竹漿綠液中的水不溶物含量由840mg/L降低至0mg/L時，白泥白度增幅達到7.33％ISO。對水不溶物進行分析發(fā)現(xiàn)，其主要成分是來自于燃燒爐的堿灰，其次是Fe、Al、

4、Mg、Ca等金屬元素的氫氧化物或硫化物、硅的化合物等。通過XPS檢測發(fā)現(xiàn)，水不溶物中的鐵主要以亞鐵離子形式存在。水不溶物中絕大部分粒子的直徑小于41μm，自然澄清處理和過濾處理實施困難，不具備工廠實際操作的可行性。利用CaSiO3、CaO、PAC和NaAlO2對綠液進行預處理，可以有效地去除水不溶物。其中生石灰的處理效果較好，生石灰用量為0.2～0.4g/100mL綠液時對水不溶物的處理較迅速，僅20min即可實現(xiàn)完全沉降，清液回收率為

5、81％，所制備白泥白度為91.04％ISO。為精確評價綠液預處理效果，利用紫外分光光度計建立了綠液吸光度-白泥白度的數(shù)學模型:y=-5.75x+93.13，r=0.996。該模型準確度高，對于一種給定綠液來說，可以用來快速預測預處理后的綠液所制備的白泥白度。根據竹漿綠液成分制備模擬綠液的實驗結果顯示，在強堿條件下，竹漿綠液中有Na2S和Fe2+共存時對白泥白度的影響更明顯。因此，竹漿綠液影響白泥白度的因素包括兩個方面:一是綠液中的水不溶

6、物;二是強堿條件下綠液中Na2S和Fe2+的共同作用。對二者的有效控制是制備高白度白泥的關鍵。
　　生石灰用量、消化時間對白泥白度沒有明顯影響;但石灰消化濃度對白泥白度和苛化率影響顯著。當石灰消化濃度由5％增加到30％時，白泥白度由92.79％ISO降低至84.02％ISO，苛化率由90.57％降低至75.21％。在綜合考慮白泥白度、苛化率情況下，石灰的較佳消化濃度為15％。通過對5種不同品質石灰所制備白泥碳酸鈣白度進行分析發(fā)現(xiàn)，

7、石灰的總鈣含量、有效鈣含量、粒度及白度對白泥白度都有一定的影響，但是并沒有必然聯(lián)系。石灰中影響白泥白度的主要因素是石灰中大量存在的有色雜質。
　　改善苛化工藝控制條件有助于提高白泥白度。原料（綠液和石灰）的加入順序對白泥白度沒有影響;當綠液加入石灰中時，加料速度對白泥白度的影響不明顯，對白泥的晶型影響顯著，對白泥色度有一定影響;石灰的消化與苛化同步進行或分步進行對白泥白度沒有影響;苛化反應溫度、攪拌速率和苛化反應時間對白泥白度有明

8、顯影響。竹漿堿回收白泥碳酸鈣制備的較佳工藝條件為:苛化反應溫度90℃、攪拌速率400r/min、苛化反應時間2h。工廠可根據自身情況選擇合適的原料加入順序、加料速度以及消化反應方式。鐵離子和硫離子在堿性條件下的共同作用是濕白泥發(fā)綠的主要原因，按照PANTONECMYK色卡，剛制備出的白泥色號為P121-1C，三天后白泥的色號為P122-9C，七天后白泥的色號為P123-2C，且隨著放置時間的延長，變色的深度逐漸增加。去除白泥中殘留的鐵離