CN103193239A - 一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法 - Google Patents

一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法 Download PDF

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王建
吴盼
张美云
贺行
齐书田
李志健
孙俊民
张占军
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Shaanxi University of Science and Technology
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Abstract

一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法，以固体废弃物粉煤灰为主要原料，通过预脱硅碱石灰烧结法制取的造纸用的硅酸钙填料，由于pH过高（大于12），限制了其作为造纸湿部填料的推广和使用。本发明通过改变部分工艺，利用二氧化碳碳化来降低这种填料的pH。均整解絮和碳化同时完成，碳化后的填料是硅酸钙和碳酸钙的混合物，其中碳酸钙和硅酸钙的摩尔比为0.1～0.5:1。碳化后引入的碳酸钙是造纸常用填料，这种复配能够降低高碱度硅酸钙填料的pH值至9～10.5，同时充分综合硅酸钙填料和沉淀碳酸钙填料各自的优势。本发明的工艺操作简单方便，投资小成本低，具有良好的工业应用前景。

Description

一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法。
背景技术
从粉煤灰加工提炼而成的新型活性硅酸盐，可应用于造纸行业。但是由于生产过程中，为了充分反应，必须加入过量石灰乳，导致产品硅酸钙具有高碱性。为了降低硅酸钙的氢氧化钙含量，中国发明专利CN102190309A利用一定浓度的硫酸对这种高碱度的硅酸钙进行水洗，降低其PH值及氢氧化钙的含量。但是，硫酸的使用使利用这种方法生产出来的活性硅酸钙中含有一定量的硫酸钙。虽然硫酸钙属于微溶物，但与碳酸钙相比，其钙离子溶出率从商品碳酸钙的0.29%提高到3.5%以上。当这种混有硫酸钙的硅酸钙填料应用于纸张的填料（尤其是在白水的循环利用时），溶出的钙将严重影响纸机湿部化学品的使用效果，同时产生明显的结垢。
发明内容
本发明的目的在于提出一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法。通过本方法制得的填料，其pH值降低至9~10.5，同时碳化后的填料充分综合硅酸钙填料和沉淀碳酸钙填料各自的优势。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.1～0.5:1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为5%～40%并过400目～800目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）向过筛后的硅酸钙悬浮液中加入相对硅酸钙绝干量0.1%～1%的分散剂聚氧化乙烯PEO，混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，烘干后即得最终产品。
所述的分散剂先配制成质量浓度为0.01～0.1%的分散剂溶液。
所述二氧化碳的压力为0.5～4kg，温度为30～60℃，解絮碳化时间5~60min，碳化后的硅酸钙填料pH值9~10.5。
本发明利用二氧化碳对硅酸钙填料制备过程中过量氢氧化钙进行碳化，使过量的氢氧化钙生成碳酸钙，从而控制硅酸钙填料的钙溶出率，防止其在纸张生产中溶出的钙离子对抄纸湿部***的影响。本发明与现有技术比较所具有的优点和积极效果是：能够降低高碱度粉煤灰联产活性硅酸钙的pH值，避免了微溶物硫酸钙的引入，使得最终的产品钙离子的溶出率大大降低引入了部分碳酸钙，充分综合了硅酸钙填料和沉淀碳酸钙填料各自的优势，具有填料复配的效果，因此对填料本身的性能也有所提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.3：1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为20%并过800目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）取硅酸钙悬浮液中硅酸钙绝干量0.1%的分散剂聚氧化乙烯PEO，配制成质量浓度为0.02%的分散剂溶液，然后将分散剂溶液加入到过筛后的硅酸钙悬浮液中混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，其中二氧化碳的压力为2kg，温度为50℃，解絮碳化时间5min，烘干后即得产品。
对经处理的硅酸钙的碱度进行分析，测得其PH=9.7，其中碳酸钙：硅酸钙为0.3:1，钙离子溶出率为0.23%，最后成品粒径为4.8μm。
实施例2：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.1：1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为10%并过500目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）取硅酸钙悬浮液中硅酸钙绝干量0.5%的分散剂PEO，配制成质量浓度为0.05%的分散剂溶液，然后将分散剂溶液加入到过筛后的硅酸钙悬浮液中混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，其中二氧化碳的压力为0.5kg，温度为60℃，解絮碳化时间10min，烘干后即得产品。
实施例3：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.4：1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为5%并过400目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）取硅酸钙悬浮液中硅酸钙绝干量0.8%的分散剂聚氧化乙烯PEO，配制成质量浓度为0.01%的分散剂溶液，然后将分散剂溶液加入到过筛后的硅酸钙悬浮液中混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，其中二氧化碳的压力为3kg，温度为40℃，解絮碳化时间30min，烘干后即得产品。
实施例4：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.2：1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为30%并过700目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）取硅酸钙悬浮液中硅酸钙绝干量1%的分散剂PEO，配制成质量浓度为0.08%的分散剂溶液，然后将分散剂溶液加入到过筛后的硅酸钙悬浮液中混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，其中二氧化碳的压力为1kg，温度为55℃，解絮碳化时间60min，烘干后即得产品。
实施例5：
1）按照申请号为：200810112618.1，公开号为：CN101591023A的“一种利用高铝粉煤灰制备硅酸钙微粉的方法”制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.5：1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为40%并过600目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）取硅酸钙悬浮液中硅酸钙绝干量0.3%的分散剂聚氧化乙烯PEO，配制成质量浓度为0.1%的分散剂溶液，然后将分散剂溶液加入到过筛后的硅酸钙悬浮液中混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，其中二氧化碳的压力为4kg，温度为30℃，解絮碳化时间40min，烘干后即得产品。

Claims (3)

1.一种改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）制备高碱度的含水硅酸钙颗粒的悬浮液，并控制该悬浮液中石灰乳与硅酸钙的摩尔比为0.1～0.5:1得到硅酸钙悬浮液；
2）调节硅酸钙悬浮液的质量浓度为5%～40%并过400目～800目筛网，除去大颗粒粗渣；
3）向过筛后的硅酸钙悬浮液中加入相对硅酸钙绝干量0.1%～1%的分散剂聚氧化乙烯PEO，混合均匀后泵送至解絮机，在解絮机内同时通入工业二氧化碳，解絮并碳化后进行固液分离，烘干后即得最终产品。
2.根据权利要求1所述的改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法，其特征在于：所述的分散剂先配制成质量浓度为0.01～0.1%的分散剂溶液。
3.根据权利要求1所述的改进的造纸用粉煤灰联产硅酸钙填料的制备方法，其特征在于：所述二氧化碳的压力为0.5～4kg，温度为30～60℃，解絮碳化时间5~60min，碳化后的硅酸钙填料pH值9~10.5。
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