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第一作者簡介：胡祥正，天津輕工業(yè)學院講師，碩士。    提　要：本文通過對堿法葦漿黑液苛化白泥的精制工藝的研究，優(yōu)化了葦漿黑液苛化白泥為碳酸鈣填料的精制工藝。    關鍵詞：白泥；碳酸鈣；精制；填料　　　白泥精制為純度較高的碳酸鈣產品，再應用于造紙工業(yè)，具有資源利用和消除污染的雙重效應。由于原料限制，非木材纖維原料漿的黑液苛化白泥不易通過煅燒回收石灰的方法回收。本文通過對堿法葦漿苛化白泥精制工藝的研究，尋找并優(yōu)化了工業(yè)可行的白泥精制方法。1　實 驗1.1　實驗原料　　白泥：湖南岳陽造紙廠堿法葦漿苛化白泥；　　葦漿：天津造紙總廠(打漿度39°SR，用量50%)；　　木漿：進口硫酸鹽木漿(打漿度41°SR，用量50%)。1.2　實驗方法　　(1)除渣：將白泥與水混合，充分攪拌，制成懸濁液，用140目篩過篩，除去粗渣；　　(2)干燥：在烘箱中于105℃恒溫干燥；　　(3)水洗：白泥中加水，充分攪拌，制成懸濁液，抽濾；　　(4)碳酸化：在攪拌過程中，將CO2通入懸濁液，用pH計檢測懸濁液的pH值；　　(5)產品CaCO3的物性按標準測定方法測定；　　(6)打漿和抄紙：以10%的漿濃在PFI磨中打漿，漿料和填料混合后用FRANK RAPID KOTHIN紙頁成形器進行抄紙操作；　　(7)紙頁物性按標準方法測定。2　結果與討論2.1　白泥的化學組成　　白泥化學組分分析按有關標準分析方法進行，分析結果如下：　　碳酸鈣 83.39% 殘余NaOH 1.21%（Na2O計）　　活性CaO 4.58% 硅7.96%(SiO2 )　　鐵 1.93%（Fe2O3 ） 其它微量組分 0.93%表1　白泥精制工藝步驟精制方法水洗法干燥法助劑法精制路線次序號12345678910干燥除渣水洗加助劑補充碳酸化水洗干燥　√√　 　　√　 √√　 √　 √　 √　 　√√√√√√　 　　√√√　 　√√√√√√　 √√√　 √　 √　 √√　 √　 √√√√　 √　 √　 √√　 √　 √√√√   注：7、8兩條精制路線加助劑X1；9、10兩條精制路線加助劑X2?！啊獭北硎緢?zhí)行此步驟。2.2　精制方法與處理過程　　為了找出精制白泥的最佳條件和路線，本文設計了3種精制方法：水洗法、干燥法和助劑法，共10條精制路線。其操作步驟如表1所示。2.3　最優(yōu)處理條件的確定　　通過實驗得出：洗滌過程中洗滌用水溫度越高，操作過程耗水量越少。工業(yè)上60～80℃是適宜的洗滌水溫度。最佳的碳酸化溫度在50℃左右。工業(yè)推薦的碳酸化懸濁液濃度15%。2.4　最佳精制過程的確定　　(1)操作條件的選擇　　選取實驗確立的最佳條件進行各精制工藝操作。各種精制方法的操作條件如表2所示。表2　各精制方法的操作技術數據　#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10洗泥用水量 m3洗泥水溫 ℃終點pH值碳酸化液濃度 %碳酸化溫度 ℃碳酸化時間 min30～50708.0～8.5　　　30～50707.0～7.515504510～20707.5～8.015505520～30708.0～8.5　　　3～6707.0～7.515504220～30707.0～7.51550235～10708.0～8.5　　　5～10707.5～8.01550375～10708.0～8.5　　　5～10707.5～8.0155033　　(2)精制碳酸鈣的物性分析　　根據表2的精制條件，制得的產品碳酸鈣的性能如表3所示。表3　精制產品碳酸鈣的技術數據物質含量12345678910CaCO3 %殘堿 %活性CaO %硅含量 %200目篩余物 %白度 %ISO93.60.250.284.210.0584.892.30.110.214.130.03585.794.40.130.174.350.04285.292.90.200.164.240.05588.093.50.090.104.240.02889.594.40.120.114.270.03588.992.30.170.243.960.04291.590.40.100.194.010.05390.891.50.210.194.120.0391.389.30.130.174.030.03990.1　　從表3可見，水洗法精制的產品碳酸鈣的白度是84%～86%ISO，干燥法可以達到88%～89%ISO，助劑法高達90.5%～91.5%。各種方法制得的產品碳酸鈣中，硅的含量稍有不同，但都在一定的范圍之內。對于水洗法和干燥法，有碳酸化步驟制得的產品碳酸鈣的白度稍高于沒有碳酸化制得的產品白度。對于助劑法，采用碳酸化操作制得的產品碳酸鈣的白度較不采用碳酸化制得產品的白度稍低。 　　(3)精制碳酸鈣對紙頁物性的影響　　為了檢驗精制碳酸鈣的加填對紙頁物性的影響，選擇#7精制路線制備的產品碳酸鈣進行加填實驗，同時選擇沉淀碳酸鈣和研磨碳酸鈣作對比。由于精制的碳酸鈣產品中含有一定量的硅，硅在制備的碳酸鈣中以硅酸鈣的形式存在。為了找出硅酸鈣對碳酸鈣加填性能的影響，也選用了硅酸鈣作填料抄紙。實驗結果如圖1～4。圖1　填料加入量與紙頁抗張指數的關系圖2　填料加入量與紙頁耐破指數的關系圖3　填料加入量與紙頁撕裂指數的關系圖4　填料加入量與紙頁不透明度的關系　　圖1～圖3表明：當填料的加入量從20%增加到40%，四種填料引起紙頁的抗張指數、耐破指數和撕裂指數的變化趨勢相同。與沉淀碳酸鈣、硅酸鈣和精制的白泥碳酸鈣相比，相同的加填量，研磨碳酸鈣的加填，紙頁的抗張強度和撕裂指數較高，隨著加入量的增加，引起紙頁耐破指數的下降趨勢小。結果可能與填料的粒度有關。白泥圖4表明，沉淀碳酸鈣、硅酸鈣和精制的白泥碳酸鈣加填引起紙頁不透明度的增加趨勢和幅度相近。相同的加填量條件下，研磨碳酸鈣加填，紙的不透明度較低。隨著加填量的增加，紙頁不透明度增加的幅度與沉淀碳酸鈣、硅酸鈣和精制白泥碳酸鈣的加填相比較小。3　結 論　　(1)可以通過多種方法精制葦漿黑液堿回收苛化白泥。水洗法精制產品碳酸鈣的白度較低，只有84%～86%ISO；干燥法較高，為88%～89%ISO；助劑法最高，可達91%ISO以上?！　?2)各種產品碳酸鈣中硅的含量基本穩(wěn)定，殘堿的含量很低。實施碳酸化操作制得的產品，碳酸鈣的殘堿含量比沒有此步驟操作制得的產品的要低。碳酸化懸濁液濃度為15%、碳酸化溫度50℃較佳。　　(3)從物料和能源的消耗看，直接水洗法耗水量大，洗滌1t白泥需要30～50t的水，動力和能源消耗多，生產效率低。助劑法消耗水量較少，1t白泥只需水5～10t；直接碳酸化法精制1t白泥只需水3～6t。碳酸化需要CO2。煙道氣可以用于碳酸化，但必須裝備氣體凈化裝置?！　?4)同水洗法相比，干燥法耗水量較少，產品碳酸鈣的白度較高，但烘干處理白泥，工業(yè)實施有一定的困難。助劑法耗水量較少，通過此種方法制得的產品碳酸鈣的白度高，品質優(yōu)，且操作簡單，易于在工業(yè)中實現，可以推廣到工業(yè)應用。