改進的造紙黑液鹼回收新工藝的製作方法

2023-11-01 20:27:52

專利名稱：改進的造紙黑液鹼回收新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的造紙黑液鹼回收新工藝，它適用於鹼法製漿(木漿和草漿)造紙黑液的汙染治理，尤其適用於傳統燃燒法造紙黑液鹼回收工藝的技術改造。
背景技術：
造紙黑液的汙染及其治理已是舉世矚目的問題。目前，國際上通用的比較成熟的造紙黑液汙染治理技術是燃燒法鹼回收。關於這種鹼回收技術，在《最新鹼法製漿技術》([美]E.W.馬科隆，T.M.格雷斯編，曹邦威譯，中國輕工業出版社，1998年6月版)中有詳細的敘述。其工藝過程可概括為將黑液經蒸發、燃燒、溶解轉化成綠液，再用過量石灰苛化，從而製得燒鹼(白液)。這種方法消除了黑液的汙染，也回收了黑液中的鹼，但在回收鹼的同時卻產生了大量的鹼性廢渣——白泥，構成了嚴重的二次汙染。目前，木漿廠是將白泥回燒成石灰循環使用。這種方法，投資大，能耗高(回燒1噸石灰約需250kg燃料油)，經濟價值小，只是為消除白泥二次汙染不得已而為之。對於草漿廠，因白泥中矽含量高不能回燒，只得把白泥排入江河湖泊或填埋。長期以來，世界上的許多專家、學者一直在致力研究簡便易行的白泥回收處理技術，特別是草漿白泥的處理技術。究其研究思路，大家均是在研究怎樣對傳統鹼回收工藝中產生的白泥進行處理和利用，卻很少有人研究怎樣從根本上避免這種廢渣(白泥)的產生。
艾天召申請的發明專利CN1239166公開的「造紙黑液鹼回收綠液苛化新工藝」，可以避免廢渣——白泥的產生，而且在回收鹼的同時還生產出了普通沉澱碳酸鈣。但是，由於該發明所採用的反應溫度較高以及其他工藝條件的限制，它所生產的碳酸鈣顆粒較粗，平均粒徑在5μm左右，只能用於需要使用較相顆粒碳酸鈣的部分造紙業，但不能滿足塗布紙和中性施膠造紙以及其他工業對細顆粒碳酸鈣的要求。
隨著時代的發展，世界造紙工業以及其他工業對較細顆粒，特別是微細級(平均粒徑小於1μm)碳酸鈣的需求量急劇增加，因此研究微細或超細沉澱碳酸鈣的生產方法已是當今世界碳酸鈣行業的熱門研究課題之一。但是人們的研究思路都是以碳化法生產碳酸鈣為基礎，卻從未有人研究怎樣以造紙黑液鹼回收中的苛化反應為基礎來生產微細碳酸鈣。

發明內容
1.本發明所要解決的技術問題及其目的本發明所要解決的技術問題是傳統的造紙黑液鹼回收工藝中存在的白泥二次汙染及需要進行白泥回收處理的問題，不過，本發明的目的不是對傳統鹼回收工藝的白泥進行回收處理，而是通過對傳統鹼回收工藝中苛化工序的關鍵性技術改進，提供一種不僅能從根本上避免廢渣(白泥)的產生，不需要進行白泥回收處理，並且在回收鹼的同時，還能通過選用不同的工藝條件，直接生產出2μm以下粒徑≥50％的塗布紙用碳酸鈣、2μm以下粒徑≥90％的中性施膠造紙用碳酸鈣以及平均粒徑＜1μm的微細碳酸鈣等粒徑大小不同的系列沉澱碳酸鈣產品，生產過程中無二次汙染的改進的造紙黑液鹼回收新工藝。本發明不僅具有良好的環境效益，而且具有非常可觀的經濟效益。
2.本發明採用的技術方案為了從根本上解決傳統造紙黑液鹼回收工藝中存在白泥二次汙染及需要白泥回收處理的問題，本發明對傳統鹼回收工藝中白泥二次汙染的成因進行了大量的研究工作。研究表明，在傳統鹼回收工藝產生的廢渣(白泥)中，其主要成分就是苛化反應產生的CaCO3，它之所以不能作為CaCO3產品使用，是因為其中還含有綠液和石灰帶入的雜質及未參與反應的過量CaO。為了在回收鹼的同時使苛化反應產生的CaCO3直接成為產品，本發明對傳統鹼回收工藝苛化工序進行了關鍵性的技術改進，所採用的技術方案是(1)苛化反應前，增設石灰淨化處理過程在傳統鹼回收工藝中，是用綠液直接消化石灰，這樣，石灰中的雜質隨CaO一起全部進入了苛化反應體系，雖然消化後通過提渣，分離出了部分的粗石灰渣，但石灰中的大量雜質仍混入了苛化反應產生的CaCO3中，從而直接影響CaCO3的純度，為了避免這種情況，本發明在石灰與綠液混合之前，增設了石灰淨化處理過程，預先分離出其中的雜質，使石灰中的雜質根本就不進入苛化反應體系，也就不可能混雜在苛化反應產生的CaCO3中。該過程的具體步驟是預先用水或淡洗水將石灰消化成石灰乳，分離出其中的粗石灰渣，再將石灰乳用180～600目(不含180目)的篩網過篩，過篩後的精細石灰乳備苛化用。篩出的細石灰渣與粗石灰渣合併後摻入到煤粉中，用作燃煤鍋爐燃燒的礦化劑。
(2)苛化反應前，增設綠液淨化處理過程在傳統的鹼回收工藝中，對燃燒工段送來的綠液，只經過簡單的澄清除去部分綠泥，然後直接用澄清後的上層清綠液消化石灰。由於綠液中的黑色固體雜質(俗稱綠泥)為膠體狀態，顆粒很細，沉降速度很慢，在澄清後的上層清綠液中仍含有相當量的綠泥，它們進入苛化反應體系後，不僅直接影響苛化反應產生CaCO3的純度和白度，而且使白液不易澄清，白泥不易過濾和洗滌，影響整體鹼回收系統的正常運行。
本發明在對綠泥物理性質的研究中發現，綠泥中以膠體狀態存在的氫氧化物和硫化物等不僅顆粒很細，而且表面帶正電荷，因為同種電荷互相排斥，因此顆粒之間難以聚集和沉降。根據綠泥帶正電荷這一物理性質和綠液的主要成分是Na2CO3這種特殊的介質條件，本發明用Ca2+離子對綠液進行淨化處理。關於用作淨化處理劑的具體物質，根據淨化作用機理，凡是能提供足量Ca2+離子的物質均可用作綠液淨化處理劑，其中包括所有的可溶性鈣鹽如CaCl2、Ca(NO3)2等以及Ca(OH)2、CaO或它們的混合物，實際使用時可以是溶液、懸浮液或固體，但是，從經濟角度和對後續工序的影響等多種因素考慮，以含Ca(OH)2的漿液或含CaCl2的溶液或二者的混合物作綠液淨化處理劑為宜。本發明進行綠液淨化處理的具體步驟和作用機理如下將由黑液經蒸發、燃燒、溶解後得到的綠液置於綠液淨化處理器中，加熱至10～80℃(不含80℃)，邊攪拌邊加入綠液淨化劑(其主要作用成分是Ca2+離子)。此時淨化劑中的Ca2+離子與綠液中的Na2CO3發生反應生成CaCO3沉澱，新生態的CaCO3沉澱比表面積大，吸附能力強，根據沉澱表面優先吸附其構晶離子的吸附規律，在有大量Na2CO3存在的綠液中，CaCO3沉澱表面必然優先吸附其構晶離子CO32-，從而使CaCO3沉澱表面帶負電荷。因靜電引力作用，帶負電荷的CaCO3沉澱與綠液中帶正電荷的膠體物質(綠泥)互相吸引迅速聚集和沉降。在此聚集過程中，密度很小不易沉降的未燃炭粒等其他雜質也被裹進了聚集體中而被迅速沉降下來。又因為新生態的CaCO3是一種性能良好的共沉澱劑，它除了能與綠液中的膠體迅速結聚之外，還能使綠液中以金屬離子形式存在的雜質如Fe3+、Fe2+、Al3+等也被共沉澱下來。將上述加入淨化劑並充分攪拌後的綠液轉入綠液澄清器中，澄清3～10分鐘，固形物便可基本沉降完全，得到清澈透明的綠液，如能在澄清器中停留3～6小時，便可得幾乎近於無色清澈透明的綠液。將澄清後的上層清綠液再經精細過濾機過濾，以徹底除去其中尚存的極少量固形物，精細過濾後的精綠液置於貯槽中備苛化用。將澄清器底部的綠泥經過濾後所得疏散狀的固形物(不再是膠體)與精細過濾機濾出的固形物合併，經洗滌、脫水後送至矽酸鹽水泥廠用作生產水泥的原料。
關於淨化劑的用量，這是一個重要的問題，如果用量過少，則新生成CaCO3沉澱量就少，CaCO3沉澱表面所帶負電荷不足以中和綠液中膠體所帶的正電荷，從而影響固形物的聚集和沉降速度，反之，如果用量過多，中和膠體所帶正電荷以後，CaCO3沉澱表面仍帶有部分負電荷，同樣會影響沉降速度。具體用量應根據綠液中膠體物質的量確定，當單獨使用含Ca(OH)2的漿液(以CaO計)作淨化劑時，淨化劑漿液中所含CaO與綠液中所含Na2CO3的重量比為0.01～1∶106。
(3)通過兩步苛化，在回收鹼的同時，直接生產出塗布紙用和中性施膠造紙用沉澱碳酸鈣以及平均粒徑小於1μm的微細碳酸鈣在傳統的鹼回收工藝中，只進行一步苛化，為了提高碳酸鈉的苛化度，通常加入過量石灰。因此，在從這種苛化體系排出的廢渣(白泥)中必然含有未參與反應的過量CaO。又因為傳統鹼回收工藝通常是用綠液直接與石灰反應，為了加快反應速度，則在較高的溫度下(通常在90℃以上)進行苛化反應。根據沉澱形成的理論，反應溫度越高，生成沉澱的顆粒就越大。因此，傳統鹼回收工藝中苛化反應產生的CaCO3的顆粒較大。
在本發明中，通過兩步苛化，從而既提高Na2CO3的苛化度，又使加入到反應體系中的CaO完全參加反應，全部轉變成CaCO3。為了得到細顆粒的CaCO3，本發明在0～70℃(不含70℃)條件下進行苛化反應。在本發明中，因為苛化用的石灰已預先淨化處理成了精細石灰乳，所以在比較低的溫度下仍有較高的反應速度。
本發明進行兩步苛化的具體步驟如下按照石灰乳中CaO為化學反應所需理論量的1～1.6倍的計量關係，將淨化處理後所得的精綠液與淨化處理後所得的精細石灰乳置於苛化器中，在0～70℃(不含70℃)的條件下進行第一步苛化，苛化反應為
在此步苛化中，由於CaO過量，所以可保證Na2CO3有比較高的苛化度。苛化後經過濾進行固液分離，濾出的燒鹼溶液(對於硫酸鹽法製漿，其中還含有Na2S)俗稱白液，送至造紙的蒸煮工段循環使用。在濾出的固形物中，既含苛化反應產生的CaCO3，又含尚未參與反應的過量CaO，為了除去其中的過量CaO，則在此固形物中再加入過量的精綠液，在0～70℃(不含70℃)的條件下進行第二步苛化。此步苛化時加入精綠液的量應符合的計量關係是，精綠液中所含Na2CO3與第一步苛化後濾出的固形物中所含未參與反應的過量CaO的重量份數之比為106n∶56，其中n值為1～50。在此步苛化中，由於Na2CO3大量過量，所以可使上述固形物中未參與反應的過量CaO完全參加反應，全部轉變成CaCO3。待第二步苛化進行到CaO完全轉變成CaCO3後再過濾，濾出的溶液中因含有大量未參與反應的過量Na2CO3，故需返回用於第一步苛化，濾出的固形物經過洗滌即可得到純淨的含水沉澱碳酸鈣。
本發明所制沉澱碳酸鈣的粒徑大小可以通過選用不同的工藝條件進行控制，石灰乳過篩所用篩網孔徑越小，苛化反應溫度越低，進行苛化反應時反應物濃度越大，則所得CaCO3的粒徑越小。當石灰乳過篩用篩網在200目以上，苛化反應溫度低於70℃，苛化液的總鹼度(以NaOH計)＞80g/L時，即可得2μm以下粒徑≥50％的塗布紙用碳酸鈣；當石灰乳過篩用篩網在400目以上，苛化反應溫度低於50℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)＞90g/L時，即可得2μm以下粒徑≥90％的中性施膠造紙用沉澱碳酸鈣；當石灰乳過篩用篩網在500目以上，苛化反應溫度低於40℃，苛化液的總鹼度(以NaOH計)＞100g/L時，即可製得平均粒徑小於1μm的微細沉澱碳酸鈣。
3.本發明的有益效果與傳統的造紙黑液鹼回收工藝相比，本發明的有益效果如下(1)本發明不僅從根本上避免了廢渣(白泥)的產生，不需要白泥回收處理工序，能使鹼回收的設備投資和能耗大幅度降低，而且在回收鹼的同時，比傳統工藝多生產出了造紙所必需的另一種重要化工原料——沉澱碳酸鈣。在本發明中還可以通過選用不同的工藝條件，生產出粒徑大小等物理性能不同的系列碳酸鈣產品，其中包括塗布紙和中性施膠造紙用碳酸鈣以及平均粒徑小於1μm的微細沉澱碳酸鈣等。這些碳酸鈣質量好，既可直接用於造紙，也可作商品出售。因此，本發明具有非常可觀的經濟效益。
(2)在本發明中，是用水(或淡洗水)消化石灰，石灰渣中不存在殘鹼，生產的碳酸鈣中，游離鹼(以CaO計)小於0.1％，所以，本發明中鹼損失很少，回收鹼的產量比傳統工藝有一定的提高。
(3)在本發明中，由於苛化前進行了綠液淨化處理，使綠液中的膠體物質未進入反應體系，消除了膠體物質對苛化系統的影響，從而使苛化反應速度加快，苛化後固形物的沉降速度和濾水性能明顯提高，白液易于澄清，沉澱易於過濾和洗滌，從而有利於整體鹼回收系統的正常運行，這一點對於草漿廠尤為重要。
(4)本發明生產的碳酸鈣，具有特殊的晶形，更適用於造紙，這是一項意想不到的技術效果。本發明所制多個碳酸鈣樣品的電鏡檢測結果表明，它們的晶形均是一種兩頭圓滑的短棒狀。此碳酸鈣在紙機上的應用試驗表明，其使用效果比造紙工業常用的紡錘形還要好。這可能是因為這種碳酸鈣是在介質均勻、條件易於控制的液相反應體系中形成的。關於此種晶形的成因及其應用效果等還有待深入研究。
(5)在傳統鹼回收工藝中，除產生白泥外，還產生另外兩種廢渣，一種是石灰渣，因其中含綠液帶入的綠泥而呈墨綠色，不能進一步利用，另一種是膠狀綠泥。而在本發明中，是用水或淡洗水消化石灰，石灰渣中不含綠液帶入的雜質，可以直接摻入煤粉中用作燃燒的礦化劑。在本發明的綠液淨化處理過程中，加入綠液淨化劑後使得從綠液中分離出來的固形物可直接用作生產水泥的原料。因此，本發明完全做到了物盡其用，沒有任何廢物排放，無二次汙染，具有很好的環境效益。
(6)本發明與傳統的鹼回收工藝具有很好的兼容性，只需對其苛化工段加以技術改造即可，而且技改設備投資小，工藝簡單易行。
說明書附圖
為本發明的工藝流程方框圖。
下面結合實施例進一步說明本發明的工藝過程。
實施例1從硫酸鹽法木漿廠鹼回收燃燒工段取含Na2CO3636份(重量份數)的綠液，置於綠液淨化處理器中，加熱至78℃，邊攪拌邊加入含CaO3.6份(重量份數)的Ca(OH)2漿液，充分攪拌後轉入綠液澄清器中澄清，將澄清後的清綠液再經精細過濾機過濾，以徹底除去其中尚存的少量固形物，精細過濾後的精綠液置於貯槽中備苛化用。將澄清器底部的泥漿進行過濾，濾出的綠液併入清綠液中，濾出的固形物與精細過濾機濾出的固形物合併，再經洗滌，脫水後所得固形物用作生產水泥的原料。
取含CaO200份(重量份數)的石灰，用水消化成石灰乳，分離出其中的粗石灰渣，再將石灰乳用200目篩網過篩，過篩後的精細石灰乳備苛化用，篩出的細石灰渣與粗石灰渣合併後摻入到煤粉中，用作燃煤鍋爐燃燒的礦化劑。
按照石灰乳中CaO的重量為化學反應所需理論量的1.03倍的計量關係，將淨化處理後所得的精綠液和精細石灰乳置於苛化器中，在反應溫度為68℃和苛化液總鹼度(以NaOH計)為82g/L的條件下進行第一步苛化，苛化後經過濾進行固液分離。濾出的白液(含NaOH、Na2S)送至造紙蒸煮工段循環使用。在濾出的固形物中再加入過量的精綠液(精綠液中所含Na2CO3的重量與固形物中未參與反應的過量CaO的重量之比為30×106∶56)，在反應溫度為68℃和苛化液總鹼度(以NaOH計)為82g/L的條件下進行第二步苛化，待CaO反應完全後再過濾，濾出的溶液返回用於第一步苛化。濾出的固形物經洗滌即可得到純淨的含水沉澱碳酸鈣。將一部分含水碳酸鈣直接作為塗布紙填料進行應用試驗，使用效果良好，將另一部分含水碳酸鈣經烘乾等製成碳酸鈣成品，並進行化學分析和粒徑分布測定，結果示於表1。
實施例2取含CaO200份(重量份數)的石灰，用水消化成石灰乳，分離出其中的粗石灰渣，再將石灰乳用500目的篩網過篩，過篩後的精細石灰乳備苛化用。篩出的細石灰渣與粗石灰渣合併後，摻入煤粉中用作燃煤鍋爐燃燒的礦化劑。
按照石灰乳中CaO的重量為苛化反應所需理論量的1.5倍的計量關係，將實施例1中淨化處理後所得的精綠液與本實施例中淨化處理後所得的精細石灰乳置於苛化器中，在反應溫度為38℃和苛化液總鹼度(以NaOH計)為102g/L的條件下進行第一步苛化。苛化後進行過濾，過濾出的白液(含NaOH、Na2S)送至造紙蒸煮工段循環使用。在濾出的固形物中再加入過量的精綠液(精綠液中所含Na2CO3的重量與固形物中未參與反應的過量CaO的重量之比為2×106∶56)，在反應溫度為38℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)為102g/L的條件下進行第二步苛化，待CaO反應完全後再過濾。濾出的溶液返回用於第一步苛化，濾出的固形物經洗滌後即可得純淨的含水沉澱碳酸鈣。將一部分含水碳酸鈣直接作為中性施膠造紙填料進行應用試驗，結果表明，其使用效果很好。將另一部分經烘乾等製成碳酸鈣成品後，進行化學分析和粒徑分布測定，結果示於表1。
實施例3從燒鹼法蔗渣漿廠鹼回收燃燒工段取綠液，按照實施例1進行綠液的淨化處理，石灰淨化時，石灰乳用600目篩網過篩，然後在反應溫度為30℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)為106g/L的條件下進行兩步苛化，所得碳酸鈣的質量檢測結果示於表1。
實施例4從硫酸鹽法葦漿廠鹼回收燃燒工段取含Na2CO3318份(重量份數)的綠液置於綠液淨化處理器中，加熱至66℃，邊攪拌邊加入含CaCl22.8份(重量份數)的淨化劑溶液，充分攪拌後轉入綠液澄清器中澄清，將澄清後的清綠液再經精細過濾機過濾，精細過濾後的精綠液備苛化用。將澄清器底部的泥漿進行過濾，濾出的綠液併入清綠液中，濾出的固形物與精細過濾機過濾出的固形物合併，再經洗滌、脫水後所得固形物用作生產水泥的原料。石灰淨化時，石灰乳用400目篩網過篩，然後在反應溫度為46℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)為92g/L的條件下進行兩步苛化，所得碳酸鈣的質量檢測結果示於表1。
實施例5從燒鹼-蒽醌法麥草漿廠鹼回收燃燒工段取綠液，先按照實施例4所述的綠液淨化處理方法和工藝條件進行綠液淨化處理，再按照實施例3所述的石灰淨化方法進行石灰淨化處理，然後在反應溫度為20℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)為108g/L的條件下進行兩步苛化，所得碳酸鈣的質量檢測結果示於表1。
表1 實施例所用工藝條件及所制沉澱碳酸鈣的質量檢測結果工藝條件 實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5及 木漿 木漿 蔗渣漿 葦漿 麥草漿檢測結果 硫酸鹽法 硫酸鹽法燒鹼法 硫酸鹽法 燒鹼蒽醌法綠液淨化劑 Ca(OH)2Ca(OH)2Ca(OH)2CaCl2CaCl2石灰乳過篩篩網，(目)200500600 400 600反應溫度，℃68 38 30 46 20苛化液總鹼度(NaOH)，g/L 82 102106 92 108CaCO3，％(幹基)98.21 98.18 98.56 90.35 88.60沉降體積，mL/g 3.24.65.6 3.5 5.8篩餘物(45μm)，％ 0.02 0 0 0.01 0鹽酸不溶物，％ 0.086 0.085 0.108.289.45游離鹼(CaO計)，％ 0.052 0.056 0.082 0.083 0.091鐵，％ 0.046 0.048 0.056 0.086 0.064錳，％ 0.0041 0.0042 0.0038 0.0036 0.0039白度，％92.2 92.6 96.391.892.6平均粒徑(μm) 2.90.80 0.621.8 0.42粒徑＜2μm，％ 53.8 99.0 99.292.699.6實施例1、實施例2和實施例3所制沉澱碳酸鈣的化學分析結果表明，由木漿黑液和蔗渣漿黑液所製得的沉澱碳酸鈣不僅完全符合中華人民共和國國家標準GB4797-84規定的標準，而且其沉降體積遠高於際準，這說明其分散性好。
實施例4和實施例5所制沉澱碳酸鈣的化學分析結果表明，由麥草漿和葦漿黑液製得的沉澱碳酸鈣，其鹽酸不溶物的含量較高，相應地CaCO3的含量則偏低，其他指標均符合標準。鹽酸不溶物含量高是因為黑液中矽含量高所引起的，實驗表明，矽含量高，使碳酸鈣粒子不易團聚，分散性提高，用作造紙填料時，其使用效果更好。
對以上五個實施例所制沉澱碳酸鈣進行的電鏡分析結果和應用實驗表明，不同實施例所制碳酸鈣的晶形基本一致，均為兩端圓滑的短棒狀，這種晶形的碳酸鈣作為造紙填料的應用實驗表明，其應用效果比造紙業常用的紡錘形還要好。它對紙機的磨損小，更適合於在高速紙機上使用。
以上實施例所制沉澱碳酸鈣的粒徑分布測定結果表明，本發明可以根據需要通過選用不同工藝條件制出粒徑大小不同的系列沉澱碳酸鈣，其中包括平均粒徑小於1μm的微細沉澱碳酸鈣。
與傳統鹼回收工藝相比，本發明不僅從根本上避免了廢渣的產生，省去了白泥再燒工序，使鹼回收的設備投資和能耗大幅度降低，而且在回收鹼的同時，還直接生產出造紙所必需的另一種重要化工原料——微細沉澱碳酸鈣，因此具有良好的環境效益和非常可觀的經濟效益。
權利要求
1.一種改進的造紙黑液鹼回收新工藝，包括將黑液蒸發，燃燒，溶解得到綠液，再用石灰苛化製得鹼液，俗稱白液，同時產生大量鹼性廢渣——白泥，其特徵在於對苛化工序進行的關鍵性技術改進，工藝過程為，(1)苛化反應前增設石灰淨化處理過程，其具體步驟是，預先用水或淡洗水將石灰消化成石灰乳，並分離出其中的粗石灰渣，再將石灰乳用180～600目(不含180目)的篩網過篩，過篩後的精細石灰乳備苛化用，篩出的細石灰渣與粗石灰渣合併後摻入到煤粉中，用作燃煤鍋爐燃燒的礦化劑，(2)苛化反應前增設綠液淨化處理過程，其具體步驟是，將由黑液經蒸發，燃燒，溶解後得到的綠液置於綠液淨化處理器中，加熱至10～80℃(不含80℃)，邊攪拌邊加入綠液淨化處理劑，其主要作用成分是Ca2+離子，將加入淨化處理劑並充分攪拌後的綠液轉入綠液澄清器中澄清，然後，將澄清後的清澈透明的上層清綠液再經精細過濾機過濾，以徹底除去其中尚存在的極少量的固形物，精細過濾後的精綠液置於貯槽中備苛化用，(3)通過兩步苛化，在回收鹼的同時，直接生產出塗布和中性施膠造紙用沉澱碳酸鈣，以及平均粒徑小於1μm的微細沉澱碳酸鈣等粒徑大小不同的系列沉澱碳酸鈣產品，其具體步驟如下，按照石灰乳中所含CaO為化學反應所需理論量的1～1.6倍的計量關係，將淨化處理後所得的精綠液和淨化處理後所得的精細石灰乳，置於苛化器中，在反應溫度為0～70℃(不含70℃)的條件下進行第一步苛化，苛化後經過濾進行固液分離，濾出的鹼溶液俗稱白液，送至造紙的蒸煮工段循環使用，在濾出的固形物中再加入精綠液，在反應溫度為0～70℃(不含70℃)的條件下進行第二步苛化，此步苛化時加入精綠液的量應符合的計量關係是，精綠液中所含Na2CO3的重量與一步苛化後濾出固形物中所含未參與反應的過量CaO的重量之比為106n∶56，其中n值為1～50，待第二步苛化進行到CaO完全轉變成CaCO3後再過濾，濾出的溶液返回用於第一步苛化，濾出的固形物經洗滌即可得到純淨的含水沉澱碳酸鈣。
2.如權利要求1所述的改進的造紙黑液鹼回收新工藝，其特徵在於該工藝所制沉澱碳酸鈣的粒徑大小可以通過選用不同的工藝條件進行控制，石灰乳過篩所用篩網孔徑越小，苛化反應溫度越低，進行苛化反應時反應物濃度越大，則所得碳酸鈣的粒徑就越小，當石灰乳過篩用篩網在200目以上，苛化反應溫度低於70℃，苛化液的總鹼度(以NaOH計)大於80g/L時，即可得2μm以下粒徑≥50％的塗布紙用碳酸鈣，當石灰乳過篩用篩網在400目以上，苛化反應溫度低於50℃，苛化液總鹼度(以NaOH計)大於90g/L時，即可製得2μm以下粒徑≥90％的中性施膠造紙用沉澱碳酸鈣，當石灰乳過篩用篩網在500目以上，苛化反應溫度低於40℃，苛化液的總鹼度(以NaOH計)大於100g/L時，即可製得平均粒徑小於1μm的微細沉澱碳酸鈣。
3.造紙黑液鹼回收綠液淨化處理過程所用的綠液淨化處理劑，是指含各種可溶性鈣鹽，如CaCl2和Ca(NO3)2等，Ca(OH)2，CaO之中的任一種，或它們的混合物的溶液，懸浮液和固體，當單獨使用含Ca(OH)2(以CaO計)的漿液作綠液淨化處理劑時，綠液淨化處理劑中所含CaO與綠液中所含Na2CO3的重量比為0.01～1∶106。
全文摘要
本發明是一種改進的造紙黑液鹼回收新工藝，在傳統鹼回收苛化工序增設綠液和石灰淨化處理，改變工藝條件並進行兩步苛化，從而不僅從根本上避免了廢渣——白泥的產生，不需要白泥回收處理，而且在回收鹼的同時還能直接生產出2μm以下粒徑≥50％的塗布紙用碳酸鈣，2μm以下粒徑≥90％的中性施膠造紙用碳酸鈣以及平均粒徑＜1μm的微細碳酸鈣等粒徑大小不同的系列沉澱碳酸鈣產品。本發明適用於鹼法製漿造紙黑液的汙染治理。
文檔編號D21C11/04GK1436894SQ0210483
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月9日 優先權日2002年2月9日
發明者艾天召, 董學芝, 艾棟 申請人:艾天召