一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，主要包括以下步骤：向绿液中加入硫酸铝，经絮凝、净化、提浓后得到浓缩绿液备用；用热稀白液对精选的高钙生石灰进行消化生成石灰乳，所得石灰乳经排渣、净化处理，得到高质量的石灰乳备用；搅拌下向所得浓缩绿液中加入所得高质量的石灰乳进行苛化反应；将苛化后所得浆料进行固液分离，得到白液和白泥，白液作为液碱回收，向经热水洗涤后的白泥中添加碳酸钠苛化，进一步氧化增白、酸化、研磨，得到高纯碳酸钙。本方法制备的高纯碳酸钙不含硅，可用于造纸填料，工艺步骤简单、成本低廉，具有显著的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法
本专利技术涉及制浆造纸工业中的绿液苛化生产回收碳酸钙领域，特别涉及一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法。
技术介绍
目前我国造纸业规模增长迅速，但“资源”与“环保”成为当今制约造纸业快速发展的两大重要因素。造纸白泥是指碱回收过程中的绿液和消石灰发生苛化反应后生成的沉淀碳酸钙，因含有一定的水，故称为白泥。为了充分利用资源，造纸碱回收过程配套了白泥的循环利用技术，即将白泥在转炉中进行煅烧，得到生石灰，再将生石灰重复用于碱回收过程的苛化反应，从而实现白泥在碱回收过程中的循环利用。这一技术在国内外一些以木材为原料的大型制浆造纸综合工厂中得到实施，并取得良好环境效应。然而，为了减少对原木的砍伐，目前造纸工业逐渐以竹子、芦苇、蔗渣、麦草等草本植物取代原木作为制浆原料，采用烧碱法、硫酸盐法等化学方法制造草浆。由于草本植物不同于木本植物，具有二氧化硅含量较高的特性，故会导致制浆碱回收产生的绿液含硅量高。现有草浆造纸碱回收的苛化过程，是将生石灰直接加入到绿液中，使生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与绿液中的碳酸钠进行苛化反应，得到氢氧化钠和碳酸钙。同时绿液中的硅酸钠会与氢氧化钙发生反应，生成氢氧化钠和硅酸钙，硅酸钙同绿液中的碳颗粒、残碱、尘埃等杂质共同存在于碳酸钙中，形成了含硅粗品碳酸钙。含硅粗品碳酸钙很难得到有效的再利用。一般的处理方法时将白泥外运掩埋，造成碳酸钙资源浪费，且需花费很大处理成本甚至存在二次污染的问题。另一方面，造纸生产过程中需要外购高品质的碳酸钙进行填充，因为填料碳酸钙品质要求高，白度要求达90％ISO以上，纯度及粒度分布等也都有较高要求。如果能将草本制浆绿液精制成高纯碳酸钙用于造纸填料，这样既可减轻企业环保压力，减少处理成本，又能为企业节省购买原料的开支。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其目的是为了将草本制浆绿液精制成高纯碳酸钙，且高纯碳酸钙中不含硅，白度指标高，碳酸钙含量高，可用于造纸填料，达到保护环境、节约成本的目的。要解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，所述方法包括以下步骤：(1)绿液提纯向绿液中加入硫酸铝，经絮凝、净化、提浓后得到浓缩绿液备用；(2)石灰乳配制用热稀白液对精选的高钙生石灰进行消化生成石灰乳，所得石灰乳经排渣、净化处理，得到高质量的石灰乳备用；(3)绿液苛化搅拌下向步骤(1)所得浓缩绿液中加入步骤(2)所得高质量的石灰乳进行苛化反应；(4)白泥精制将苛化后所得浆料进行固液分离，得到白液和白泥；所述白液作为液碱回收；向经热水洗涤后的所述白泥中添加碳酸钠苛化，进一步氧化增白、酸化、研磨，得到高纯碳酸钙。所述方法，步骤(1)中所述硫酸铝添加量为2～5kg/m3。所述方法，步骤(1)中所述絮凝处理过程具体为：向绿液中依次加入生石灰和阴离子聚丙烯酰胺(PAM)实现絮凝，过滤，所述生石灰的添加量为4～6kg/m3；所述阴离子聚丙烯酰胺的添加量为5～10g/m3。所述方法，步骤(1)中所述净化处理具体为：向绿液中依次添加三乙醇胺和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)后分离实现净化处理；所述三乙醇胺添加量为10～20g/m3，所述乙二胺四乙酸二钠添加量为2～5g/m3。所述方法，步骤(2)中所述热稀白液为温度大于90℃热水的洗涤白泥后所得的洗液。所述方法，步骤(2)中排渣是指采用200目筛网进行过滤。所述方法，步骤(2)所述精选的高钙生石灰的指标要求为：有效氧化钙≥82％，氧化镁<1.5％，氧化铁<0.25％，白度≥75％。所述方法，步骤(2)所述高质量的石灰乳中氢氧化钙质量浓度为12％～20％。所述方法，步骤(2)中所述净化处理具体为：向经排渣处理后的石灰乳中依次添加三乙醇胺和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)后分离，实现净化处理；所述三乙醇胺添加量为5～10g/m3，所述乙二胺四乙酸二钠添加量为1～3g/m3。所述方法，步骤(3)中所述高质量的石灰乳中氢氧化钙用量对比浓缩绿液中碳酸钠含量过量105％。所述方法，步骤(3)中所述搅拌的速度为300～350r/min。所述方法，步骤(3)中所述苛化反应在90～95℃下进行2～3小时。所述方法，步骤(4)中的所述碳酸钠的添加量为所述白泥量的2％～5％所述方法，步骤(4)中所述氧化增白是指向经苛化后的产物中添加双氧水进行漂白；其中，所述双氧水添加量占白泥质量的0.5％～1％。所述方法，步骤(4)中所述双氧水的质量浓度为27.5％，所述氧化增白时的温度保持在80℃，持续2小时。所述方法，步骤(4)中所述酸化是指用磷酸调节PH值至8.0～10.5。所述方法，步骤(4)中在所述研磨前添加分散剂，可制得适合造纸机涂料等行业所需的碳酸钙。本专利技术对绿液的处理过程有如下效果：a)首先通过采用硫酸铝将绿液中硅酸盐转化为铝硅酸盐沉淀，除去绿液中的硅酸盐；b)通过添加阴离子聚丙烯酰胺(PAM)实现溶胶状颗粒物质的絮凝，阴离子的絮凝剂对溶胶状的颗粒物具有很好的絮凝作用，该步骤可很好的将未沉淀的悬浮物沉降下来且絮凝物容易除去；c)经过三乙醇胺和乙二胺四乙酸二钠的净化将亚铁离子转变为无色的络合物，有效实现绿液中固形物与绿液的分离，分离得到澄清的绿液；经过对绿液的除硅、絮凝、络合三步曲，实现绿液净化，为后续白泥白度的提高做出了重要的贡献。本专利技术对石灰乳的配制具有如下效果：通过用热稀白液对高钙生石灰的消化，不仅可以减少处理成本，且重复利用能源，利于资源的再利用，减少消化时间；石灰乳经过排渣除去不能反应的粗石灰渣及杂质，对过筛后的石灰乳离心排渣，进一步去除细小杂质，得到高质量的石灰乳液；进一步经过净化处理，可将其中的金属离子络合，有效避免二次金属的污染，为后续苛化反应的白泥白度的提高作保证。本专利技术对白泥的精制具有如下效果：用热水洗涤白泥可去除白泥中的大量残碱，所得洗涤液可重复用于石灰乳的消化，一举两得；为保证白泥的稳定性，再次用碳酸钠进行苛化，将其中存在的部分氢氧化钙消除，以提高白泥中碳酸钙的含量；通过双氧化的氧化增白和酸化，改变白泥中含有的有色金属离子的离子价态，消除其颜色，改变其存在方式(例如变成可溶于水的自由离子)，提高白泥的白度。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：解决了传统苛化方法制得的粗品碳酸钙中因含硅无法再次利用的问题，本方法工艺步骤比较简单、成本低廉，所制备高纯碳酸钙白度达94％以上，碳酸钙含量达97％以上，可用于造纸填料，具有显著的经济效益和环境效益。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式石灰乳的配制：(1)生石灰品质筛选：精选的生石灰指标要求：有效氧化钙≥82％，氧化镁<1.5％，氧化铁<0.25％，白度≥75％；(2)生石灰破碎：筛选出的生石灰经破碎机破碎成≤10cm的小颗粒；(3)生石灰消化：用90℃以上热稀白液对生石灰进行消化；(4)石灰乳配制：将消化后的石灰乳过200目筛网，除去不能反应的粗石灰渣及杂质，对过筛后的石灰乳离心排渣，进一步去除细小杂质，得到高质量的石灰乳液，石灰乳氢氧化钙浓度为12％～20％之间；(5)石灰乳净化：因生石灰中含有氧化铁，会影响后续苛化反应的白泥色度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）绿液提纯向绿液中加入硫酸铝，经絮凝、净化、提浓后得到浓缩绿液备用；（2）石灰乳配制用热稀白液对精选的高钙生石灰进行消化生成石灰乳，所得石灰乳经排渣、净化处理，得到高质量的石灰乳备用；（3）绿液苛化搅拌下向步骤（1）所得浓缩绿液中加入步骤（2）所得高质量的石灰乳进行苛化反应；（4）白泥精制将苛化后所得浆料进行固液分离，得到白液和白泥；所述白液作为液碱回收；向经热水洗涤后的所述白泥中添加碳酸钠苛化，进一步氧化增白、酸化、研磨，得到高纯碳酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）绿液提纯向绿液中加入硫酸铝，经絮凝、净化、提浓后得到浓缩绿液备用；（2）石灰乳配制用热稀白液对精选的高钙生石灰进行消化生成石灰乳，所得石灰乳经排渣、净化处理，得到高质量的石灰乳备用；（3）绿液苛化搅拌下向步骤（1）所得浓缩绿液中加入步骤（2）所得高质量的石灰乳进行苛化反应；（4）白泥精制将苛化后所得浆料进行固液分离，得到白液和白泥；所述白液作为液碱回收；向经热水洗涤后的所述白泥中添加碳酸钠苛化，进一步氧化增白、酸化、研磨，得到高纯碳酸钙。2.如权利要求1所述利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，步骤（1）中所述硫酸铝的添加量为2~5kg/m3。3.如权利要求1所述利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，步骤（1）中所述絮凝处理过程具体为：向绿液中依次加入生石灰和阴离子聚丙烯酰胺实现絮凝，过滤；所述生石灰的添加量为4~6kg/m3；所述阴离子聚丙烯酰胺的添加量为5~10g/m3。4.如权利要求1-3任一所述利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，步骤（1）中所述净化处理具体为：向绿液中依次添加三乙醇胺和乙二胺四乙酸二钠后分离实现净化处理；所述三乙醇胺添加量为10~20g/m3，所述乙二胺四乙酸二钠添加量为2~5g/m3。5.如权利要求1所述利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法，其特征在于，步骤（2）中所述热稀白液为温度大于90℃热水的洗涤白泥后所得的洗液；所述精选的高钙生石灰的指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖大海，秦昀昌，曾礼容，
申请(专利权)人：广东鼎丰纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44