一種助留助濾微粒的生產工藝的製作方法
2023-09-10 09:24:25 1
專利名稱：一種助留助濾微粒的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於化工領域，涉及造紙技術輔料的生產工藝，具體為以膨潤土為主要成分的一種助留微粒的生產工藝。
背景技術：
在20世紀80年代初期，微粒助留技術在造紙中得到了開發和利用，應用於造紙溼部後通過微粒與聚合物之間的協同作用，能夠提高細小組分的留著和增加紙頁的濾水性能，同時紙頁的成形也得到了改善。與傳統的一元或者二元聚合物助留體系相比較，微粒助留系統具有明顯的優勢，這些微粒有助於形成更小、更緊密、強度更大的絮聚物，並強烈地吸附在配料組分上，進而獲得更好的留著和紙頁的成形。而且在高干擾物質存在下仍可以顯示出較好的助留助濾效果。
另外，微粒助留系統在網部和白水中具有再絮聚的能力，並且能抵抗高湍流下的高剪切力。這種再絮聚作用將提高紙機清潔水系統的效率，也賦予溼紙幅更高的孔隙率，使之更易於壓榨和乾燥。根據所用微粒的種類，當前的微粒助留系統可分為膠體二氧化矽類、聚鋁類和微聚合物類，其組合方式如下表
膨潤土微粒應用於助留助濾系統僅有少量報導，國內尚未有企業生產同類產品，現有技術不能生產適合造紙生產要求的膨潤土微粒。在國外，已經有膨潤土微粒產品運用於造紙行業，由於其優良的性能被廣泛接受，每年用量在數萬噸以上，雖然國內現尚無廠家規模生產，但實驗室論證和國外產品已很好地證明了膨潤土微粒的應用潛力，國內造紙生產企業對此產品都不陌生。由於其良好的市場前景，急需研製出符合國內生產條件的膨潤土微粒生產工藝，
本發明就是提供一種以膨潤土為主要成分助留微粒的生產工藝。
發明內容
本發明的助留助濾微粒的生產工藝包括如下步驟(1)以膨潤土為原料，經切碎、球磨後，按原料重量計加入20倍量水，水洗剝片後進入旋流器；(2)按膨潤土原料重量計在旋流器中加入鈉鹽，所述鈉鹽可以是0.2～1％的六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉；(3)去除旋流器中分離出的沉澱物，在收集的可溶性漿料中按膨潤土原料重量計加入2～10％的碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分攪拌1～2小時後進入柱撐反應器；(4)按膨潤土原料重量計在柱撐反應器的可溶性漿料中加入2～5％的矽溶膠或矽酸鈉，50～70℃條件下充分攪拌2～3小時後進入蒸發鍋濃縮；(5)上述步驟(4)中加入的物質也可改換為按膨潤土原料重量計2～5％的氯化鋁或氫氧化鋁，50～70℃條件下充分攪拌2～3小時後進入蒸發鍋濃縮；(6)濃縮後的物料進入乾燥器，在程序控溫儀的控制調節下分級乾燥；(7)乾燥的物料球磨為粉末狀微粒產品。
按以上步驟所得粉末狀微粒產品為本發明的產品。
按以上步驟所得粉末狀微粒產品作為助留助濾劑應用於造紙工藝。
具體實施例方式
例1一噸膨潤土礦原料，經切碎、球磨後加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進入旋流器，分離出沙石雜質，在漿料中加入2～10公斤六偏磷酸鈉，充分混旋反應2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉澱物質回收用作建築材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤碳酸鈉，或碳酸氫鈉，充分攪拌1～2小時進行鈉化處理；經濃縮後，漿料進入柱撐反應器，用20～50公斤矽溶膠或矽酸鈉加入柱撐反應器，反應溫度50～70℃，時間2～3小時，充分攪拌、分散。柱撐後的漿料進蒸發鍋70～100℃蒸發濃縮，至外觀呈粘結狀，物料進入乾燥器，在程序控溫儀的調控下，按水份含量比例的降低逐級下降調控溫度，最終在60℃左右完成物料乾燥，乾燥後的物料顆粒經球磨，為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產品。
例2一噸膨潤土礦原料，經切碎、球磨後加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進入旋流器，分離出沙石雜質，在漿料中加入2～10公斤焦磷酸鈉，然後充分混旋反應2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉澱物質回收用作建築材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤氟化鈉，充分攪拌1～2小時對其鈉化處理，經濃縮後，漿料進入柱撐反應器，用20～50公斤矽溶膠或矽酸鈉加入柱撐反應器，反應溫度50～70℃，時間2～3小時，充分攪拌、分散。柱撐後的漿料進蒸發鍋70～100℃蒸發濃縮，至外觀呈粘結狀，物料進入乾燥器，在程序控溫儀的調控下，按水份含量比例的降低逐級下降調控溫度，最終在60℃左右完成物料乾燥，乾燥後的物料顆粒經球磨為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產品。
例3一噸膨潤土礦原料，經切碎、球磨後加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進入旋流器，分離出沙石雜質，加入2～10公斤焦磷酸鈉或六偏磷酸鈉，充分混旋反應2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉澱物質回收用作建築材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分攪拌1～2小時對其鈉化改性，再經濃縮後，漿料進入柱撐反應器。用20～50公斤氯化鋁或氫氧化鋁加入柱撐反應器，反應溫度50～60℃，時間2～3小時，充分攪拌、分散。柱撐後的漿料進蒸發鍋70～100℃蒸發濃縮，至外觀呈粘結狀，物料進入乾燥器，在程序控溫儀的調控下，按水份含量比例的降低逐級下降調控溫度，最終在60℃左右完成物料乾燥，乾燥後的物料顆粒經球磨為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產品。
按本發明工藝實施後的膨潤土助留助濾微粒產品的性能指標如下表表1膨潤土助留助濾微粒的技術指標
上述表格中膨脹容、0.044mm溼篩篩餘量體現了助留助濾微粒產品的純度，0.044mm溼篩篩餘量越小，則說明純度越好，產品中砂石的含量小；離子交換數據間接地體現了剝片、提純、鈉化處理改性的效果。
本發明將一定濃度的鹼性化學物質加入膨潤土原料中，土中的部分末分離的方英石與之反應，生成可溶性的矽酸物質，從而達到在利用方英石的同時完全去除沙石的目的。
本發明方案可實現連續化生產，並保證了產品的純度和均勻度。此外，旋流分離出來的物料含水量可降至70％以下，大大地節約了能源，也為後續的柱撐交換層間離子工藝打下了良好的基礎。
以矽或鋁為柱化劑，這樣不會在膨潤土中引入雜質元素，而矽和鋁在造紙生產中本來就可以有助留作用。在提純後的膨潤土半乾態時利用膨潤土易於對矽和鋁的吸附插層作用，加入矽和鋁物質，再以剝片技術促使膨潤土片層部分剝離，從而獲得小顆粒、大比表面積的改性膨潤土，可提高助留助濾性能。普通的烘乾技術是保持同一溫度至徹底乾燥。因膨潤土具有高粘稠性，在乾燥的同時易粘結，形成不易分散的大粒子。本發明配套使用程序控溫的乾燥技術，保證了產品的質量。採用程序控溫方式，在膨潤土濾餅水含量大時，控制烘房較高的溫度，隨著水份的減小，溫度逐漸降低至乾燥時溫度約為60℃。保證最終產品具有適合於造紙用的膨潤土產品小粒徑和高比表面積的要求。保證了產品的質量和使用效果。
本發明將膨潤土從幾百元的低檔產品提升至5000-10000元/噸的高檔產品，極大地提升了膨潤土礦的附加值。使膨潤土這自然資源能得以最好的利用。
權利要求
1.一種助留助濾微粒的生產工藝，其特徵在於如下步驟(1)以膨潤土為原料，經切碎、球磨後，按原料重量計加入20倍量水，水洗剝片後進入旋流器；(2)按膨潤土原料重量計在旋流器中加入鈉鹽，所述鈉鹽可以是0.2～1％的六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉；(3)去除旋流器中分離出的沉澱物，在收集的可溶性漿料中按膨潤土原料重量計加入2～10％的碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分攪拌1～2小時後進入柱撐反應器；(4)按膨潤土原料重量計在柱撐反應器的可溶性漿料中加入2～5％的矽溶膠或矽酸鈉，50～70℃條件下充分攪拌2～3小時後進入蒸發鍋濃縮；(5)濃縮後的物料進入乾燥器，在程序控溫儀的控制調節下分級乾燥；(6)乾燥的物料球磨為粉末狀微粒產品。
2.按權利要求1所述一種助留助濾微粒的生產工藝，其特徵在於上述步驟(4)中加入的物質也可改換為按膨潤土原料重量計2～5％的氯化鋁或氫氧化鋁，50～70℃條件下充分攪拌2～3小時後進入蒸發鍋濃縮。
3.按權利要求1所述一種助留助濾微粒的生產工藝，其特徵在於一種按以上步驟所得粉末狀微粒產品。
4.按權利要求1所述一種助留助濾微粒的生產工藝，其特徵在於一種按以上步驟所得粉末狀微粒產品作為助留助濾劑應用於造紙工藝。
全文摘要
本發明涉及以膨潤土為原料的一種助留助濾微粒產品的生產工藝。工藝流程包括膨潤土原料的切碎、球磨，水洗剝片後的旋流分離，在旋流器中加入一定比例的鈉鹽，將方英石溶解為可溶性矽鹽，用矽物質或鋁鹽柱撐，以及在程序控溫儀的調控下分級乾燥。本發明在漩流工藝中加入鈉鹽與部分末分離的方英石生成可溶性矽酸物質，達到利用和完全去除方英石的目的；以在造紙生產中本來就有助留作用矽和鋁為柱化劑，不會在產品中引入雜質元素；在乾燥程序中使用程序控溫乾燥技術，保證了產品的質量。本發明的最終產品具有適合於造紙用的小粒徑和高比表面積助留助濾要求，極大地提升了膨潤土礦的產值，使膨潤土資源能得以最好的利用。
文檔編號D21H17/00GK1793503SQ200510061
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者童筠, 張有連 申請人:長興仁恆精製膨潤土有限公司