CN105986513B - 一种用于造纸领域的功能性填料助剂 - Google Patents

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本发明涉及一种用于造纸领域的功能性填料助剂,该填料助剂由以下重量分数配比的原料制成:硅藻土原土100份、硅灰石粉5份、重钙5份、阳离子聚丙烯酰胺0.55份、硅藻土复合絮凝剂(专利申请号:201410769722.3)33.2份,本发明具备八大功能,即:提高节浆率,延长毛布及网布寿命,缓解污水处理负担,提高产量,提高纸张物理指标(环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色),节约能源、节省烘干蒸汽量,助留助滤,性价比高。

Description

一种用于造纸领域的功能性填料助剂
技术领域
本发明涉及一种用于造纸领域的功能性填料助剂及其制备方法。
技术背景
我国造纸工业不断向着高速化、连续化、大型化方向发展,劳动生产率不断提高,由于针叶木资源的缺乏,阔叶木和草类原料的使用量不断增加,废纸的回收利用率也越来越高,因此,浆料中的细微组分含量增加。又由于世界范围的水资源短缺和防止污染的要求,使得造纸必须封闭循环用水。在这种情况下,从节约能源、降低浆耗和减少造纸排水的处理负荷来看,应尽量留着浆中的细小组分和填料,同时又要尽量强化纸机湿部的脱水。最经济的办法是使用高效的造纸助剂。
我国造纸工业应用助剂与国外相比有很大的差距,总体情况是数量少,品种不多,尚未形成专业化生产,不能满足造纸行业技术进步和产品更新换代的要求,为此,造纸助剂今后需要大力发展能改善环境的环保及绿色造纸助剂、开发集多功能于一体的造纸助剂。
本发明的主要材料为非金属氧化物,价格低廉,使细小纤维和填料的流失大幅度降低,能够减少白水的污染负荷,能够改善环境,可以称得上为环保及绿色造纸助剂。
本发明具备八大功能,即:提高节浆率,延长毛布及网布寿命,缓解污水处理负担,提高产量,提高纸张物理指标(环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色),节约能源、节省烘干蒸汽量,助留助滤,性价比高。属于集多功能于一体的造纸助剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸用功能性填料,本发明的另一目的在于提供这种功能性填料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的,本发明造纸用功能性填料由以下重量分数配比的原料制成:
制备方法如下:
将上述配比的长白县马鞍山村出产的硅藻土原土(含水量50%)、硅灰石粉、重钙、阳离子聚丙烯酰胺置入捏合机中,以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下,使物料充分混合;将混合后的物料置入烘干机中,以50℃~80℃的温度烘干2小时,使物料干燥;将烘干后的物料置入粉碎机中,以10000r/min以下的转速粉碎5s;粉碎后再加入上述配比的硅藻土复合絮凝剂(专利申请号:201410769722.3),置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下,使物料充分混合均匀,计重,包装,即得成品。
硅藻土复合絮凝剂(专利申请号:201410769722.3)的配比与制备方法如下:
铁精粉 9份
90%的浓硫酸 6份
含水率50%的硅藻土原土 35份
制备方法:
将上述配比的临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉与90%浓硫酸充分混合,在常温下以1000r/min以下的 转速充分搅拌1小时,使物料充分反应;反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的含水量50%三级硅藻土以重量比为3:7的比例(35份)置入捏合机,以2000r/min以下的转速搅拌1小时,使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应,使物料活化;将上述活化后的产物置入烘干机中逐步升温至500℃左右,烘干加热10min,使物料含水量降到30%以下,停止加温,逐步冷却至常温;将冷却后的物料置于风选装置中,依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径;选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装,即得成品。
本发明主要材料性能如下:
硅藻土:硅藻土助剂主要是由化学性质稳定的SiO2组成,内部微孔丰富,形成各种各样的坚硬骨架,具有很好的透气性,黏度小,作用在纸浆中,能够改变纸浆中微粒的聚集状态,从而改变纸浆中微粒尺寸分布状态。首先在网布上形成一层多孔的介质,当纸浆通过介质时,纸浆中的固体颗粒成聚集状态,尺寸分布发生变化,大的颗粒在介质表面被捕获而截留,形成尺寸分布较窄的一层,并通过他们继续阻挡,捕获与其尺寸相接近的颗粒杂质,随着网布上过滤的进行,颗粒尺寸较小的杂质逐渐进入多孔的硅藻土介质中,从而被截留。硅藻土良好的助滤功能使得本发明产品的滤水性好,因为硅藻土具有90%左右的孔隙率,比表面积很大,可以将0.1μm的细微粒子以吸附的方式截留,同时起到了留住细小纤维的助留作用与助滤的作用。
硅藻土可以吸附大量的树脂类、胶类、木素、粘稠类物质,调节了纸浆的粘度,能够避免夏日高温环境下纸浆发酵,从而在抄纸过程中大幅度降低断头率。
硅灰石粉:硅灰石粉是一种钙质偏硅酸盐矿物,三斜晶系,细板状晶体,集合体呈放射状或纤维状,能够增强纸张的强度拉力,环压强度;解理面呈珍珠光泽,能长时间保持白色的明亮色调,能够提高纸张表面的光洁度、颜色等一系列指标;一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀,吸湿性小于4%,配合硅藻土的透气与粘度调节功能,有利于纸张干燥,能够节省烘干蒸汽的用量,从而起到节约成本、节约能源的作用。
重钙:即重质CaCO3,广泛应用于造纸,有较好的遮盖能力。
阳离子聚丙烯酰胺:在造纸领域中广泛用作助留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用能够提高纸张的质量,提高浆料脱水性能,提高细小纤维及填料的留着率,减少原材料的消耗以及对环境的污染。阳离子共聚物与硅藻土相结合,可以使产品的助滤功能增强。
硅藻土复合絮凝剂:絮凝剂能够将原本用于填充空隙的细小物质絮聚,形成均匀的絮团,阻止粒径大小不同的物质进行致密排列,腾出水分下渗空间,加快滤水速度,从而起到助滤、提高车速、提高产量的作用。本发明的产品在抄纸的过程中部分随水流出,在流动过程中絮凝剂和污水充分地反应,减轻了处理污水和排放污水的负担。
本发明的产品经以上原料合理地配比制得,使用简单,在不增加设备的前提下使用,由于本发明的主要原材料是非金属矿物质,价格较低,并且产品的粒径在一定范围内,90%会截留在纸张里,会随纸张卖出,近乎零成本使用。
总结上述,本发明具备八大功能,即:提高节浆率,延长毛布及网布寿命,缓解污水处理负担,提高产量,提高纸张物理指标(环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色),节约能源、节省烘干蒸汽量,助留助滤,性价比高。
附图说明
图1是本发明产品的使用状态参考图。
具体实施方式
将长白县马鞍山村出产的硅藻土原土(含水量50%)100份、硅灰石粉5份、重钙5份、阳离子聚丙烯酰胺0.55份置入捏合机中,以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下,使物料充分混合;将混合后的物料置入烘干机中,以50℃~80℃的温度烘干2小时,使物料干燥,将烘干后的物料置入粉碎机中,以10000r/min以下的转速粉碎5s,粉碎后再加入上述比例的硅藻土复合絮凝剂(专利申请号:201410769722.3),置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下,使物料充分混合均匀,计重,包装,即得成品。
上述硅藻土复合絮凝剂(专利申请号:201410769722.3)的制备方法如下:
将临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉9份与90%的浓硫酸6份按比例混合,在常温下以1000r/min以下的转速充分搅拌1小时,使物料充分反应;反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的三级硅藻土(含水量为50%)以3:7的比例(35份)置入捏合机,以2000r/min以下的转速搅拌1小时,使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应;反应后产物置入烘干机中升温至500℃后,烘干加热10min,使物料含水量降到30%以下,停止加温,逐步冷却至常温;将冷却后的物料置于风选装置中,依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径;选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装,即得成品。
将本发明的产品以2.5%~10%的浓度化药,按附图1所示加入点的位置加入本产品。
按本发明产品10%浓度,螺杆泵转速为200r/min为例生产,产品用量为20kg/吨纸。
通过实际使用数据,将产品浓度化为2.5%使用一段时间之后,将浓度提高到10%,节浆率显著提高,螺杆泵转速为200r/min时,每吨纸可节浆127.9kg。
产品加入量可视细浆留着率大小,白水浓度大小做相应调整,本产品使用量亦受水线影响,水线较短,加大用料量,水线较长减少用料量。

Claims (1)

1.一种用于造纸领域的功能性填料助剂,其特征在于:该填料助剂由以下重量份数配比的原料制成:
硅藻土原土 100份
硅灰石粉 5份
重钙 5份
阳离子聚丙烯酰胺 0.55份
硅藻土复合絮凝剂 33.2份
制备方法如下:
将上述配比的长白县马鞍山村出产含水量50%的硅藻土原土、硅灰石粉、重钙、阳离子聚丙烯酰胺置入捏合机中,以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下,使物料充分混合;将混合后的物料置入烘干机中,以50℃~80℃的温度烘干2小时,使物料干燥;将烘干后的物料置入粉碎机中,以10000r/min以下的转速粉碎5s;粉碎后再加入下述配比的硅藻土复合絮凝剂,置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下,使物料充分混合均匀,计重,包装,即得成品;其中,所述硅藻土复合絮凝剂的配比与制备方法如下:
铁精粉 9份
90%的浓硫酸 6份
含水率50%的硅藻土原土 35份
制备方法:
将上述配比的临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉与90%浓硫酸充分混合,在常温下以1000r/min以下的转速充分搅拌1小时,使物料充分反应;反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的含水量50%三级硅藻土以重量比为3:7的比例置入捏合机,以2000r/min以下的转速搅拌1小时,使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应,使物料活化;将上述活化后的产物置入烘干机中逐步升温至500℃,烘干加热10min,使物料含水量降到30%以下,停止加温,逐步冷却至常温;将冷却后的物料置于风选装置中,依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径;选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装,即得成品。
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