一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，首先将碱回收工段所得白泥进行筛分；其次将筛分后的白泥进行研磨处理；最后向研磨后的白泥中加入氧化钙固体及钙离子螯合剂，并加入一定量的水，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％‑15％，消化0.5‑2h；在温度为20‑60℃下，通入二氧化碳控制体系压强0‑0.2MPa，同时进行搅拌，搅拌速度为200‑600转/分钟，碳化至白泥体系pH值为8‑10，所得产物即为低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料。本发明专利技术通过优化白泥中所含的氢氧化钙含量，从而实现控制碳化精制白泥所制备的碳酸钙填料微小粒子含量并降低其孔隙率，提升白泥精制碳酸钙品质，提高其加填应用性能。

A preparation method of refining calcium carbonate filler from white mud by alkali recovery with low AKD adsorption rate

【技术实现步骤摘要】
一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法
本专利技术属于造纸工业废弃物利用领域，具体涉及一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法。
技术介绍
白泥是造纸工业碱回收工段的副产物，其主要成分是碳酸钙。传统的处理白泥的方法为直接排放或填埋处理，这会造成严重的环境污染问题。为了使白泥实现资源化利用，造纸工业做出了很多努力，如CN201210044136.3、CN201210549277.0等。然而，在生产实践过程中发现，碱回收工段所得白泥用于纸张加填时，会造成纸张施胶效率大幅度降低。为了降低白泥精制碳酸钙作为填料对造纸湿部体系的影响，生产实践中常常将外购沉淀碳酸钙与企业精制所得的白泥碳酸钙混合作为填料，降低白泥精制碳酸钙对纸张施胶性能的影响，从而提升纸张抗水性能。现有研究表明，白泥精制碳酸钙对AKD施胶剂的高吸附率是导致纸张施胶效率降低的主要原因。而白泥碳酸钙对AKD施胶剂的高吸附率主要由两方面因素导致的，其一是精制过程的研磨解絮及碳化过程中产生的细小碳酸钙粒子，这些细小粒子具有较高的比表面积，导致了对AKD的高吸附率；其二是因为白泥精制碳酸钙内部具有高的孔隙率，干燥过程中，AKD施胶剂会迁移至这些孔隙内部，从而使纸张丧失施胶性能。为了改善白泥精制碳酸钙填料的应用性能，CN104532650A提出了将碳酸钙粒子分级，通过控制碳酸钙粒径的方法来提高纸张AKD施胶效率，CN201610165008.2通过制备白泥碳酸钙晶须来降低白泥碳酸钙对AKD的吸附量。然而这些方法大都增加或修改目前已经成熟的碱回收工序，将会对碱回收带来影响，从而限制了工艺的大幅度推广。现有白泥碳酸钙精制工艺，是利用二氧化碳碳化白泥中过量的氢氧化钙(一般不超过10％)，使白泥pH值达到造纸填料的要求，也就是将这部分过量的氢氧化钙转变为碳酸钙。然而，这个碳化过程会再次生成碳酸钙。若放任这部分碳酸钙自由生长，这部分碳酸钙将随机在体系进行分布，易于形成细小颗粒，从而进一步增加体系细小颗粒含量。201810669048.X利用聚丙烯酸钠来调控这部分碳酸钙的成形，使之以体系中既有的细小碳酸钙为核，同时通过高温带压碳化过程抑制碳酸氢钙生成，防止碳酸氢钙再次分解为碳酸钙，从而优化白泥品质。然而，由于这部分新生成的碳酸钙总量相对较少，在以白泥碳酸钙为核进行生长时，并不能使细小粒子充分成长，因此不能显著降低细小颗粒的含量，从而对其性能提升有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，以克服现有白泥精制碳酸钙技术存在的问题，本专利技术通过优化白泥中所含的氢氧化钙含量以及采用钙离子螯合剂调控碳酸钙晶体生长，从而实现控制碳化精制白泥所制备的碳酸钙填料微小粒子含量并降低其孔隙率，提升白泥精制碳酸钙品质，提高其加填应用性能。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：1)将碱回收工段所得白泥进行筛分；2)将筛分后的白泥进行研磨处理；3)向研磨后的白泥中加入氧化钙固体及钙离子螯合剂，并加入一定量的水，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％-15％，消化0.5-2h；在温度为20-60℃下，通入二氧化碳控制体系压强0-0.2MPa，碳化至白泥体系pH值为8-10，所得产物即为低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料。进一步地，步骤1)中碱回收工段所得白泥质量浓度为20％-30％。进一步地，步骤1)中筛分时筛网目数为600-1000目。进一步地，步骤2)中研磨所得白泥平均粒径为2-8μm。进一步地，步骤3)中钙离子螯合剂为羟基乙叉二膦酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物或两者混合物，加入量为白泥绝干质量1‰-1％。进一步地，步骤3)中氧化钙固体加入量为白泥绝干质量的50％-150％。进一步地，步骤3)中碳化反应时进行搅拌，搅拌速度为200-600转/分钟。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过在白泥碳酸钙中混入氢氧化钙，增加白泥中氢氧化钙的含量，从而增大二氧化碳碳化后的碳酸钙生成量，用更多的碳酸钙产生量实现既有细小粒子的包裹，增大细小粒子的粒径；同时在钙离子螯合剂的协同作用下，实现碳酸钙的微观结构控制，调控白泥精制碳酸钙的孔隙率。首先，氢氧化钙低的溶解度，将导致碳酸钙的产生是一个缓慢的过程，缓慢产生的碳酸钙将易于以既有的细小粒子为核生长，增大既有细小粒子的粒度；其次，体系中氢氧化钙的含量的显著增加，将会在碳化过程中提供足够的碳酸钙的量来保证细小颗粒粒度增长至适合造纸填料的粒度范围，从而有效地改变了现有体系中生成的碳酸钙量不足以有效降低体系细小颗粒含量的缺陷，进而有效降低既有的体系中的细小粒子含量，第三，采用螯合能力更强的螯合剂缓释钙离子，进而确保后期缓释的钙离子所生成的碳酸钙能够在既有碳酸钙表面进行吸附，从而修饰碳酸钙表面微观结构，降低其孔隙率。具体实施方式下面对本专利技术的实施方式做进一步详细描述：一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，包括如下步骤：1)将碱回收工段所得质量浓度为20％-30％的白泥进行筛分，筛分时筛网目数为600-1000目。2)将筛分后的白泥进行研磨处理，所得白泥平均粒径为2-8μm。3)向研磨后的白泥中加入一定量氧化钙固体及钙离子螯合剂，氧化钙加入量为白泥绝干质量50％-150％，钙离子螯合剂为羟基乙叉二膦酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物或两者混合物，加入量为白泥绝干质量1‰-1％，然后加入一定量的水，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％-15％，消化0.5-2h；在温度为20-60℃下，通入二氧化碳控制体系压强0-0.2MPa，同时进行搅拌，搅拌速度为200-600转/分钟，碳化至白泥体系pH值为8-10，所得产物即为低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：实施例11、备料碱回收白泥质量浓度20％。2、筛分筛网目数600目，采用旋振筛等设备，除去大颗粒粗渣。3、研磨采用立式研磨机研磨，研磨后白泥颗粒平均粒径控制在2μm。4、均整解絮和碳化在碳化前向白泥体系加入氧化钙固体，其质量分数为50％(以白泥绝干质量计)，加入羟基乙叉二膦酸钠，质量分数为1‰(以白泥绝干质量计)，加入一定量的水，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％(以碳化体系整体质量计)，消化0.5h；在温度为20℃下，通入二氧化碳常压碳化，反应搅拌速度200转/分钟，碳化至白泥体系pH值为10时，碳化结束。5、成品储存成品储存槽需配置搅拌器，成品即可泵送造纸车间辅料中心。根据GB/T1540-2002的测定方法，设定测试时间为60s，得到纸张的Cobb值为35.5g·m-2，而造纸碱回收工段白泥原料加填纸张的Cobb值为106.5g·m-2。实施例21、备料碱回收白泥质量浓度22％。2、筛分筛网目数800目，采用旋振筛等设备,除去大颗粒粗渣。3、研磨采用立式研磨机研磨，研磨后白泥颗粒平均粒径控制在5μm。4、均整解絮和碳化在碳化前向白泥体系加入氧化钙固体，其质量分数为100％(以白泥绝干质量计)，加入马来酸-丙烯酸共聚物，质量分数为5‰(以白泥绝干质量计)，加入一定量的水，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为10％(以碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将碱回收工段所得白泥进行筛分；2)将筛分后的白泥进行研磨处理；3)向研磨后的白泥中加入氧化钙固体及钙离子螯合剂，并加水，消化0.5‑2h，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％‑15％，然后在温度为20‑60℃下，通入二氧化碳控制体系压强0‑0.2MPa，碳化至白泥体系pH值为8‑10，所得产物即为低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料。

【技术特征摘要】
1.一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将碱回收工段所得白泥进行筛分；2)将筛分后的白泥进行研磨处理；3)向研磨后的白泥中加入氧化钙固体及钙离子螯合剂，并加水，消化0.5-2h，控制消化后的氢氧化钙质量浓度为5％-15％，然后在温度为20-60℃下，通入二氧化碳控制体系压强0-0.2MPa，碳化至白泥体系pH值为8-10，所得产物即为低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料。2.根据权利要求1所述的一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，步骤1)中碱回收工段所得白泥质量浓度为20％-30％。3.根据权利要求1所述的一种低AKD吸附率碱回收白泥精制碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，步骤1)中筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，徐耀威，王志杰，刘敏，孙健鹏，刘泽覃，邵心怡，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61