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李望南，湖南岳陽(yáng)紙業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心工程師。提鍵要：介紹了岳陽(yáng)紙業(yè)集團(tuán)公司堿法草類漿堿回收白泥碳化法處理工藝及綠液苛化新工藝兩種方法精制碳酸鈣作造紙?zhí)盍系难芯亢徒?jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：草類漿；白泥；碳化；預(yù)處理；苛化新工藝；填料堿回堿回收產(chǎn)生的大量堿性廢渣(白泥)造成的二次污染是堿回收必須解決的重大課題。堿法草漿白泥由于二氧化硅含量高，煅燒的再生石灰，苛化不能循環(huán)使用。我國(guó)是一個(gè)草漿大國(guó)，草漿堿回收苛化工序的白泥大都向外排放，不僅浪費(fèi)資源，同時(shí)造成環(huán)境嚴(yán)重污染。雖然我國(guó)造紙工作者在白泥的綜合利用方面做了大量工作，如將白泥與粘土、石灰石等混合煅燒成水泥代替石灰作建筑砂漿，白泥與粉煤灰作混凝土等，但都因處理成本過(guò)高或技術(shù)問(wèn)題一直沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)，仍處在探索階段。堿回岳陽(yáng)紙業(yè)集團(tuán)公司從80年代初就開始對(duì)白泥利用進(jìn)行了深入的研究及開發(fā)應(yīng)用，已經(jīng)取得令人矚目的成績(jī)。1985年沅江紙業(yè)公司率先采用碳化法工藝對(duì)白泥進(jìn)行處理，建立了國(guó)內(nèi)第一條白泥碳化法處理生產(chǎn)線，生產(chǎn)的漿狀碳酸鈣代替滑石粉作膠印書刊紙的填料獲得成功。90年代末，岳陽(yáng)紙業(yè)公司與多家科研院所聯(lián)合攻關(guān)，在碳化法回收輕質(zhì)碳酸鈣工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，改變思路，將傳統(tǒng)的對(duì)白泥事后處理改為過(guò)程清潔控制，即探索對(duì)苛化反應(yīng)的原料進(jìn)行預(yù)處理和二次連續(xù)苛化工藝技術(shù)，使苛化反應(yīng)在回收燒堿的同時(shí)，也生產(chǎn)出潔凈的碳酸鈣產(chǎn)品，并成功地應(yīng)用于高白度新聞紙、顏料整飾膠版紙等中、高檔紙的加填。以下分別就碳化法處理工藝及綠液苛化新工藝兩種方法談點(diǎn)看法?！?白白泥特性1.1白白泥的化學(xué)組成及物理性能堿回堿法葦漿白泥的化學(xué)組成(岳紙取樣)：CaCO383.39%，殘余NaOH1.21%(以Na2O計(jì))，活性CaO4.58%，硅7.96%(SiO2)，鐵1.93%(Fe2O3)，其它微量組分0.93%。堿回白泥的物理性能檢測(cè)：沉降體積2ml/g，120目篩余物2.5%，SBD白度78.8%，粒徑分布：＞50μm占10%，20～30μm占60%，5～10μm占30%。1.2白白泥回收利用中存在的主要問(wèn)題1.2.1白白泥的白度堿回碳酸鈣作為無(wú)機(jī)填料來(lái)使用，對(duì)白度是有較高要求的，而現(xiàn)行的設(shè)備技術(shù)條件下白度只有80%。主要是綠液、石灰?guī)нM(jìn)來(lái)的爐渣粒、炭粒、石灰渣粒等雜質(zhì)及綠液中存在的有色物質(zhì)，綠液與石灰乳進(jìn)行苛化反應(yīng)時(shí)混入白泥顆粒之中。所以，要提高白度需要改進(jìn)石灰、綠液處理工藝。1.2.2白白泥中含有雜質(zhì)堿回商品輕質(zhì)CaCO3的純度要求達(dá)到98%以上，對(duì)鹽酸不溶物、氧化鐵、錳、游離堿、沉降體積都有一定的要求。而白泥的CaCO3含量不夠高，鹽酸不溶物超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。鹽酸不溶物主要是硅酸鈣，硅酸鈣與CaCO3的比重等物理、化學(xué)性能都非常相似，要用機(jī)械分離很困難，這也是無(wú)法將白泥精制成商品CaCO3的另一困難。而對(duì)硅酸鈣基本沒(méi)有過(guò)高要求的造紙行業(yè)，開發(fā)作造紙?zhí)盍鲜峭耆尚械??！?白白泥碳化法工藝制備CaCO32.1白白泥碳化法工藝流程堿回白泥→洗滌→篩選→洗滌(多次)→碳酸化→篩選→后處理→漿狀碳酸鈣2.2白白泥碳化法工藝特點(diǎn)堿回降低殘堿：白泥中殘堿包括NaOH、Na2S、Ca(OH)2等，白泥中殘堿高在造紙加填時(shí)影響上網(wǎng)pH值，必須洗至微堿性(pH=9左右)。一般采用多層洗滌器、澄清器、過(guò)濾機(jī)等設(shè)備洗滌。堿回除渣：綠液、石灰?guī)нM(jìn)來(lái)的爐渣粒、炭粒、石灰渣粒及白泥生成過(guò)程中較大集合體為產(chǎn)品的有害成分，保留在造紙?zhí)盍现?，?huì)造成填料磨耗值增大，紙張塵埃增加，必須除去。堿回有效氧化鈣的轉(zhuǎn)化：在堿回收生產(chǎn)中，往往追求堿的產(chǎn)量，過(guò)量灰達(dá)5%以上。而氧化鈣在水中的溶解度很小，用水洗滌的辦法很難洗掉，一般用碳化法將其轉(zhuǎn)化。2.3白碳化的原理及工藝條件堿回氧化鈣轉(zhuǎn)化的原理：堿回CaO+H2O→Ca(OH)2堿回Ca(OH)2+CO2→CaCOc+H2O堿回CO2的制備：石灰石在鍛燒時(shí)，窯氣中放出大量的CO2，窯氣經(jīng)除塵、脫硫、加壓處理，便可得到30%～45%濃度的CO2氣體。堿回碳化工藝條件：碳酸化液濃度15%，碳酸化溫度50℃，碳酸化時(shí)間40～50min，終點(diǎn)pH值7.0～8.0。2.4白制得漿狀CaCO3物化數(shù)據(jù)(表1)表1白白泥和精制漿狀CaCO3物化數(shù)據(jù)對(duì)比　CaCO3%總硅量%CaO%殘堿%白度%＜2μm粒度含量 %白泥漿狀CaCO380～8587～8912～1510～12-～0.2～1.0～0.275～7880～8512～20～20注：表中數(shù)據(jù)為原輕工業(yè)部造紙研究所檢測(cè)　3綠綠液苛化新工藝精制CaCO3　3.1白綠液苛化新工藝流程3.2白綠液苛化新工藝技術(shù)特點(diǎn)堿回與傳統(tǒng)的堿回收工藝相比，苛化新工藝的特點(diǎn)在于：增設(shè)了原料的預(yù)處理過(guò)程，使原料中的雜質(zhì)(特別是那些膠體物質(zhì))不能進(jìn)入苛化反應(yīng)體系；對(duì)苛化反應(yīng)過(guò)程本身進(jìn)行了關(guān)鍵性的技術(shù)改造，既使反應(yīng)體系中Na2CO3的苛化率比傳統(tǒng)工藝有明顯提高，又使加入到反應(yīng)體系中的石灰完全參加反應(yīng)，全部轉(zhuǎn)化為CaCO3。因此從這種苛化體系中分離出來(lái)的固形物中，既不含原料帶入的雜質(zhì)，也不含未參與反應(yīng)的過(guò)量石灰，而只含有反應(yīng)中產(chǎn)生的CaCO3，只通過(guò)洗滌除去可溶的NaOH和Na2CO3便可得到純凈的漿狀CaCO3。3.3白制得漿狀CaCO3物化數(shù)據(jù)(見表2)表2漿漿狀碳酸鈣的物化數(shù)據(jù)項(xiàng)目企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)測(cè)值碳酸鈣(以干基計(jì)) %濃度 °Be′篩余物(325目) %沉降體積 ml/gpH值白度 %ISO二氧化硅(SiO2) %≥92.018～22≤0.5≥2.58.0～11.0≥87.0≤6.095.6200.32.610.390.40.5注：表中數(shù)據(jù)來(lái)自湖南省化工研究院檢測(cè)報(bào)告?！?漿漿狀CaCO3加填應(yīng)用情況4.1白碳化法精制漿狀CaCO3應(yīng)用情況堿回沅江紙業(yè)公司在2362mm長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)上用白泥精制漿狀CaCO3加填生產(chǎn)52g/m2膠印書刊紙，達(dá)到了較好的效果，紙張質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果(見表3)。另從白泥精制CaCO3與商品CaCO3加填生產(chǎn)膠印書刊紙表面強(qiáng)度比較中發(fā)現(xiàn)：白泥精制CaCO3加填的表面強(qiáng)度要高于商品表3 碳化法漿狀碳酸鈣應(yīng)用于膠印書刊紙　定量g/m2緊度g/cm3白度%不透明度%裂斷長(zhǎng)m施膠度mm塵埃度個(gè)/m2拉毛速度(正反平均)cm/s部頒標(biāo)準(zhǔn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)52±2.551.2≥0.60.7263～6864≥8889≥30003790≥0.250.25≤200110≥100199.4注：表中數(shù)據(jù)為湖南省紙張檢測(cè)站檢測(cè)結(jié)果。CaCO3加填的，這有可能是由于白泥精制CaCO3中所含硅酸鈣是一種膠性混懸劑，對(duì)增強(qiáng)細(xì)小纖維和填料的結(jié)合有一定的作用。4.2白苛化法精制漿狀CaCO3應(yīng)用情況堿回岳紙自2001年9月至今，精制漿狀CaCO3已經(jīng)在3940mm、1760mm、2362mm紙機(jī)上使用，從使用效果看，精制漿狀CaCO3加填對(duì)紙機(jī)網(wǎng)部首程留著率有明顯的提高，白水濃度大幅度下降。由于精制漿狀CaCO3顆粒均勻、細(xì)小，紙料上網(wǎng)后，脫水效果好，減少了對(duì)網(wǎng)子的磨損，使網(wǎng)子的使用壽命比使用其以前延長(zhǎng)了。成紙的平滑度、不透明度、耐折度、白度、裂斷。長(zhǎng)、撕裂度、不透明度等質(zhì)量指標(biāo)都比較穩(wěn)定，不透明度、表面強(qiáng)度等指標(biāo)還有所提高。在使用期間，生產(chǎn)一直很穩(wěn)定，損紙回抄量也減少。堿回精制漿狀CaCO3在3940mm紙機(jī)上加填生產(chǎn)49g/m2新聞紙質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見表4、表5表4首首程留著率和陽(yáng)離子電荷需求量填料上網(wǎng)濃度%白水濃度%首程留著率%陽(yáng)離子電荷需求量μeq/L上網(wǎng)漿白水滑石粉漿狀CaCO30.8530.8330.4090.31854.061.89781018864937從表4和表5的數(shù)據(jù)看，首程留著率提高了7.8%，白水濃度下降了0.091%，成紙不透明度、表面強(qiáng)度、平滑度、撕裂指數(shù)都有所提高，紙張其它各項(xiàng)指標(biāo)均比較穩(wěn)定。表5苛苛化法精制漿狀CaCO3加填時(shí)成紙質(zhì)量檢測(cè)填料　定量g/m2平滑度白度%不透明度%撕裂指數(shù)mN·m2/g抗張指數(shù)N·m/g平均 s兩面差%滑石粉漿狀CaCO348.148.44647313056.356.991.492.66.27.450.853.3注：①表中數(shù)據(jù)為岳紙技術(shù)中心檢測(cè)數(shù)據(jù)。②紙張測(cè)試條件為溫度23℃，相對(duì)濕度50%。注：　5結(jié)結(jié) 語(yǔ)5.1堿堿法草類漿堿回收白泥碳化法處理工藝及綠液苛化新工藝兩種方法精制CaCO3作造紙?zhí)盍?，理論與實(shí)踐證明都是可行的。5.2堿碳化法處理工藝及綠液苛化新工藝兩種方法相比較：碳化法工藝白泥要經(jīng)洗滌、碳化、篩選、研磨等工藝處理過(guò)程，工藝復(fù)雜，投資較大，精制CaCO3白度低，粒徑較大，只能用作中、低檔紙的加填；而綠液苛化法新工藝從源頭把關(guān)，并且能使加入到反應(yīng)體系中的石灰完全參加反應(yīng)，全部轉(zhuǎn)化為CaCO3，精制的CaCO3白度等質(zhì)量指標(biāo)高于碳化法，可用作中、高檔紙張的加填。5.3堿如果將上述兩種方法結(jié)合起來(lái)，即苛化過(guò)程中增設(shè)原料的預(yù)處理，使原料中的雜質(zhì)(特別是那些膠體物質(zhì))不能進(jìn)入苛化反應(yīng)體系，再對(duì)白泥進(jìn)行碳化法工藝處理也不失為一種行之有效的方法。　參考文獻(xiàn)　〔1〕陳叔西.堿法草漿白泥精制造紙?zhí)盍咸妓徕}.湖南造紙，1990，(1～2)〔2〕滿瑞林.我國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展.現(xiàn)代工業(yè)，1997，(8)