一种造纸脱墨污泥基凝胶材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种造纸脱墨污泥基凝胶材料及其制备方法与应用。所述方法步骤如下：将从造纸厂取来的脱墨污泥105℃烘干至恒重，粉碎过筛；取适量的脱墨污泥粉、85轻烧粉/氧化镁、木质素混合均匀后，再加入适量浓度的镁盐溶液，搅拌均匀，倒入模具中，冷却凝固后即可获得脱墨污泥基胶凝材料。脱墨污泥基胶凝材料密度最小达到1.138g/cm3，抗弯强度最高达到42.25Mpa，抗压强度最高达到11.66Mpa，接触角最大达到90.65

【技术实现步骤摘要】
一种造纸脱墨污泥基凝胶材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及造纸污泥资源化技术和环境保护领域，具体是涉及造纸脱墨污泥水凝胶材料及其制备方法与应用

技术介绍

[0002]随着造纸工业的迅速发展，该工业也成为我国污染环境的主要行业之一。近年来，我国废纸回收率逐年上升；2019年我国废纸回收率为49％，2020年我国废纸回收率为65.7％，2021年，我国废纸回收率高达90％。废纸制浆过程中会产生大量的脱墨污泥，脱墨污泥是再生纤维浆浮选脱墨过程中产生的固体废渣。废纸脱墨污泥的化学成分复杂，有机物占70％～90％，无机物和金属杂质占10％～30％；有机物中主要有塑料、细小纤维、破布、棉纱及来自印刷油墨的各种有机颜料、添加剂等。目前污泥处理方式主要为填埋、焚烧等，对其填埋不仅要占用大量土地，而且其含有的少量重金属元素还可能会累积并污染土地，被严重污染后的土地几乎很难再利用。如果不能妥善处理脱墨污泥，将会引起严重的环境污染。若对其焚烧，焚烧过程会产生二噁英等有毒物质。因此，探索脱墨污泥资源化利用途径是解决再生纤维浆生产过程产出大量脱墨污泥问题的关键。
[0003]刘心中等公开了一种利用造纸脱墨污泥制备活性炭的方法，将脱墨污泥烘干粉碎与花生壳、氯化锌混合，再经过一系列的工艺制备出脱墨污泥基活性炭。该方法能对废弃的污泥进行资源化利用，具有较好的环境效益和经济效益，但是该工艺复杂，过程需要用到大量的盐酸，从另一个方面考虑，该方式并不环保(专利号：CN201610595303.1)。郁永清等公开了一种利用脱墨污泥制备发泡填充剂的制备工艺，对脱墨污泥再利用，有效降低了生产成本，并对生态环境的改善起到了巨大的作用。制备工艺复杂，对脱墨污泥的大规模利用还存在不足之处(专利号：CN201310151347.1)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种造纸脱墨污泥胶凝材料的制备方法及其应用。针对现有技术的不足，提供利用脱墨污泥、氧化镁和镁盐生产胶凝材料的方法，该方法工艺步骤和所需设备简单，制备过程不需要经过烧制，可以在低温环境中自发交联凝结，生产成本低，具有较高的经济效益和环境效益。制备出的脱墨污泥胶凝材料密度小，强度高，阻燃性能好。本专利技术能为废弃脱墨污泥提供一种新的资源利用方式，制备工艺和所需设备简单，具有非常好的环境效益和经济效益。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种造纸脱墨污泥水凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将造纸厂收集到的脱墨污泥105℃烘箱烘至绝干，粉碎，过50～100目筛子；
[0008](2)配制20～25wt％镁盐溶液和8～12wt％聚己内酯溶液；
[0009](3)取造纸脱墨污泥粉10wt％～40wt％、85轻烧粉/氧化镁10wt％～40wt％、木质素1wt％～5wt％三者搅拌混合均匀；
[0010](4)在步骤(3)搅拌均匀的混合粉中加入40wt％～55wt％步骤(2)配制好的硫酸镁溶液，搅拌混合均匀；
[0011](5)将步骤(4)的拌均匀的材料倒入模具中，置于35～45℃环境下烘干。
[0012]优选的，步骤(1)所述脱墨污泥粉碎过60目筛；
[0013]优选的，步骤(2)所述镁盐浓度为23.3wt％，聚己内酯溶液浓度为4wt％；
[0014]优选的，步骤(3)所述脱墨污泥粉、85轻烧粉、木质素三者占比为脱墨污泥粉39wt％，85轻烧粉58wt％，木质素3wt％；
[0015]优选的，步骤(4)所述加入硫酸镁溶液的量为23.3wt％；
[0016]优选的，步骤(5)所述胶凝材料的烘干温度为37℃。
[0017]一种造纸脱墨污泥水凝胶材料应用于制备建筑材料；所述建筑材料包括防火板或轻体隔墙。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
[0019]1、本专利技术利用脱墨污泥制备的胶凝材料不需要经过高温煅烧，在自然温度下可以自发交联凝结，生产周期短，具有较高的经济效益和环境效益。
[0020]2、以脱墨污泥为主，85轻烧粉/氧化镁、硫酸镁/氯化镁、木质素为辅制备出的胶凝材料性能优异，密度最低为1.138g/cm3，接触角最大达到90.65
°
，防水性能好，抗弯强度达到了42.25Mpa，抗压强度达到了11.71Mpa，马弗炉450℃煅烧30min质量损失率最小为27.52％。
[0021]3、与传统水泥制品养护不同，本专利技术涉及的脱墨污泥基胶凝材料具有良好的保水性，无需额外浇水养护，经过自然干化静置养护即可得到免烧固化产品。
[0022]4、本专利技术中脱墨污泥基胶凝材料密度最小达到1.138g/cm3，抗弯强度最高达到42.25Mpa，抗压强度最高达到11.66Mpa，接触角最大达到90.65
°
，马弗炉450℃煅烧30min质量损失率最小为27.52％。
附图说明
[0023]图1脱墨污泥材料截面电镜图；
[0024]图2涂布不同层数10wt％聚己内酯接触角柱状图；
[0025]图3添加了脱墨污泥凝胶材料的接触角图；
[0026]图4纯85轻烧粉胶凝材料的接触角图；
[0027]图5涂布了聚己内酯溶液的脱墨污泥基胶凝材料的接触角图。
具体实施方式
[0028]以下结合具体实施例对本专利技术进行进一步说明。
[0029]一种造纸脱墨污泥基凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
[0030]1)将造纸脱墨污泥粉、具有活性的材料和木质素搅拌混合均匀；
[0031]所述具有活性的材料为氧化镁分析纯或85轻烧粉；
[0032]2)再加入镁盐溶液，搅拌均匀，倒入模具，烘干，得到胶凝剂材料；
[0033]3)将聚己内酯溶液涂于胶凝剂材料表面，自然晾干。
[0034]所述造纸脱墨污泥粉的制备方法为：将造纸厂收集到的脱墨污泥105℃烘箱烘至
绝干，粉碎，过50～100目筛子，优选60～80目。
[0035]步骤3)中，每次涂布量为0.05mL/cm2，涂布次数为1～7次。
[0036]步骤1)中，所用木质素为竹子碱木素。
[0037]步骤2)中，所述烘干温度为30℃～45℃。
[0038]所述造纸污泥胶凝材料包括造纸脱墨污泥粉10wt％～40wt％、镁盐溶液40wt％～55wt％、氧化镁10wt％～40wt％、木质素1wt％～5wt％和聚己内酯溶液8wt％～12wt％；
[0039]所述镁盐溶液为硫酸镁溶液或氯化镁溶液。镁盐溶液浓度为21wt％～25wt％。
[0040]实施例1
[0041](1)将脱墨污泥于105℃烘箱中烘至绝干，粉碎，过60目筛子，收集污泥粉；
[0042](2)测试85轻烧粉(购自辽宁洋洋高科技材料有限公司)的氧化镁活性；
[0043](3)配制23.3wt％硫酸镁溶液；
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种造纸脱墨污泥基凝胶材料的制备方法，其特征在于，1)将造纸脱墨污泥粉、具有活性的材料和木质素搅拌混合均匀；所述具有活性的材料为氧化镁分析纯或85轻烧粉；2)再加入镁盐溶液，搅拌均匀，倒入模具，烘干，得到胶凝剂材料；3)将聚己内酯溶液涂于胶凝剂材料表面，自然晾干。2.根据权利要求1所述造纸脱墨污泥基凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述造纸脱墨污泥粉的前处理方法为：将造纸厂收集到的脱墨污泥105℃烘箱烘至绝干，粉碎，过50～100目筛子。3.根据权利要求1所述造纸脱墨污泥基凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，每次涂布量为0.05mL/cm2，涂布次数为1～7次。4.根据权利要求1所述造纸脱墨污泥基凝胶材料的制备方法，其特征在于，镁盐溶液浓度为21wt％～25wt％。5.根据权利要求1所述造纸脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锦霞，唐昊，刘浩，孙成武，
申请(专利权)人：安徽粤智徽源生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：