本发明专利技术公开了一种改性硫酸钙晶须造纸填料及其制备方法和应用，（1）首先制备改性硫酸钙晶须造纸填料；（2）然后将该改性硫酸钙晶须造纸填料应用于造纸工业：1）抄纸浆料选择；（2）改性硫酸钙晶须造纸填料及其相关辅料的使用；3）纸页抄造；4）白水循环。本发明专利技术使用的硫酸钙晶须原料来源广、条件宽，能够有效解决固废污染；改性硫酸钙晶须产品白度高、磨耗低，溶解性得到有效控制，抄纸留住率高，白水负荷低，消除了管道结垢问题，完全能够替代碳酸钙、瓷土、滑石粉等造纸填料及部分植物纤维原料。本发明专利技术设备投资少，改性工艺简单、可操作性强，成本低，易于大规模生产应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性硫酸钙晶须造纸填料及其制备方法和应用，属于造纸
技术介绍
造纸エ业生产中，为了降低植物纤维用量和纸张生产成本，改善纸页性能，通常在纸浆内加入一定比例的白色矿物填料，主要包括碳酸钙、瓷土、滑石粉等天然矿物原料。采用这些不可再生的碳酸钙、瓷土、滑石粉等矿物质用于造纸加填，不仅要消耗大量的天然矿物资源，而且给矿区植被及自然环境带来了严重的破坏。硫酸钙晶须(又称石膏晶须，石膏纤维)，是从脱硫石膏、磷石膏、金属冶炼废渣或湿法酸解磷矿过程中提取的一种副产物，它具有纯度高、磨耗低、耐高温、耐酸碱、尺寸稳定等诸多优良理化性能；并且其制备原料来源 充足，生产成本低廉。如果能够利用这种从废渣中提取的资源丰富的硫酸钙晶须作为造纸填料，取代或部分代替不可再生的碳酸钙等矿物填料及植物纤维原料，对于保护天然矿产资源、节约植物纤维，有效解决固体废渣污染都具有十分重要的意义。硫酸钙晶须具有纯度高、白度高、磨耗低、耐酸碱等造纸填料的基本性能，但大量研究证明，硫酸钙晶须与水接触后极易发生水化反应，导致其晶体结构和性能破坏，失去晶须的特性；直接作为造纸填料应用时，硫酸钙晶须在纸机网部的留着率非常低，且由于其溶解性较高，在纸机白水系统中会产生大量钙离子和硫酸根离子，导致纸机湿部化学品用量増加、纸机运转性能降低等系列问题。文献I (陈学玺崔波尹进华，磷石膏晶须在造纸上的应用，黑龙江造纸，2007 (2):4-5)、文献2 (李鸿魁李新平王惠琴岳小鹏，石膏微纤维用于纸张增强的初歩研究，中国造纸，2005 (2):23-25)、文献3 (刘焱于钢，石膏纤维对纸张增强作用的研究，中华纸业，2009 (18) 63-65)、文献4 (廖夏林钱学仁何北海，石膏晶须的溶解抑制改性及在造纸中的应用，造纸科学与技木，2009 (6):82-86)等报道了硫酸钙晶须用于造纸加填的研究，也证实了硫酸钙晶须直接加填存在的留着率低，白水负荷高等问题，报道中也试图采用壳聚糖改性、加大助留剂用量等措施提高硫酸钙晶须留着，但结果并不理想；并且改性エ艺复杂，成本昂贵，无法应用于大规模造纸エ业化生产。因此，开发切实可行的造纸加填用改性硫酸钙晶须填料及其造纸应用技木，对于提高固体废弃物的综合利用，保护天然矿产资源、节约植物纤维具有重要意义，也有利于促进造纸エ业的可持续健康发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改性硫酸钙晶须造纸填料的产品、制备方法及其在造纸中的应用，以替代目前造纸エ业中广泛应用的碳酸钙、瓷土、滑石粉等矿物填料，同时节约植物纤维用量。本专利技术采用的技术方案是一种改性硫酸钙晶须造纸填料，其特征在干为硫酸钙晶须原料加入溶解抑制改性剂进行改性处理制备所得的溶解度< 1. 8g/1，白度^ 88%IS0,磨耗;^ 5mg,折射率> I. 5,性能稳定的硫酸I丐晶须造纸填料,其制备方法为(I)选用纯度彡95%，白度彡88%IS0 ;晶须平均长度为5-150 μ m，平均宽度1_25 μ m的硫酸钙晶须原料；(2)晶须改性处理将上述硫酸钙晶须原料用造纸白水或清水配制成3-30%浓度的悬浮液，以100-2500转/分的转速进行搅拌混合均匀，之后加入溶解抑制改性剂进行改性处理，处理温度5-60° C，处理时间20-60分钟；调节悬浮液pH值在6. 5_11之间，保持搅拌状态，备用，即可得到成品。制备上述改性硫酸钙晶须造纸填料的方法，包括如下步骤 (1)硫酸钙晶须原料选择利用硫酸钙晶须原料进行造纸加填，其中硫酸钙晶须纯度彡95%，白度彡88%IS0 ;晶须平均长度为5-150 μ m，平均宽度1_25 μ m ； (2)晶须改性处理将上述硫酸钙晶须原料用造纸白水或清水配制成3-30%浓度的悬浮液，以100-2500转/分的转速进行搅拌混合均匀，之后加入溶解抑制改性剂进行改性处理，处理温度5-60° C，处理时间20-60分钟；调节悬浮液pH值在6. 5_11之间，保持搅拌状态，备用；即可得到溶解度彡I. 8g/l，白度>88%IS0，磨耗彡5mg，折射率> I. 5，性能稳定的 硫酸钙晶须造纸填料。所述步骤(I)中硫酸钙晶须原料主要来源于磷肥副产石膏、烟气脱硫石膏、柠檬酸副产石膏、海水制盐副产石膏、湿法酸解磷矿副产物、金属冶炼废渣及其它富含硫酸钙的固体废渣。所述步骤(I)中硫酸钙晶须原料结晶水形态为半水、ニ水、无水或者其任意混合物；晶须形状为片状、针状或纺锤状。所述步骤(2)中溶解抑制改性剂为聚丙烯酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠、硅酸钠中的任ー种以上。所述步骤(2)中溶解抑制改性剂的加入量为对硫酸钙晶须绝干重量比的O. 5-5%。上述改性硫酸钙晶须造纸填料的用法，其特征在于所述改性硫酸钙晶须造纸填料用于造纸エ业，包括如下步骤 (1)硫酸钙晶须原料选择利用硫酸钙晶须原料进行造纸加填，其中硫酸钙晶须纯度彡95%，白度彡88%IS0 ;晶须平均长度为5-150 μ m，平均宽度1_25 μ m ； (2)晶须改性处理将上述硫酸钙晶须原料用造纸白水或清水配制成3-30%浓度的悬浮液，以100-2500转/分的转速进行搅拌混合均匀，之后加入溶解抑制剂进行改性处理，处理温度5-60° C，处理时间20-60分钟；调节悬浮液pH值在6. 5_11之间，保持搅拌状态，备用；即可得到溶解度彡I. 8g/l，白度彡88%IS0，磨耗彡5mg，折射率彡I. 5，性能稳定的硫酸钙晶须造纸填料； (3)抄纸浆料选择抄纸浆料可以选用漂白化学浆、未漂化学浆、半化学浆、化学机械浆、脱墨浆、OCC或其他植物纤维原料，上述纸浆经打浆后任意组合，用于抄制薄页纸、包装纸/板及其他特殊用途纸张； (4)辅料使用(对绝干浆，重量比)=AKD施胶剂0-1.5% ;松香胶施胶剂0-1. 5% ;硫酸钙晶须填料0-45%，不包括O点；碳酸钙填料0-40%;阳离子淀粉0-1.5%，PAM助留剂O. 01-0. 15%，改性硅藻土 O. 1-0. 8% ;固着剂 0-0. 5% ;有机微粒 0-0. 5% ； (5)纸页抄造将上述配好的浆料，经过净化、除气、筛选等エ序处理后，通过上浆泵输送至流浆箱进行抄纸；调节纸机抄造エ艺參数，上网浓度0. 5-1. 2% ;上网pH值6. 5-9. 5 ；浆网速比1.0-1. I ;操作车速100-2000m/min ;网下白水浓度彡O. 5% ;出网部干度彡16% ;抄造定量40-300g/m2的湿纸页或纸板；抄制的湿纸页/纸板经过湿部压榨、前干燥处理、表面施胶、后干燥、压光处理、卷取等エ序，即可制得含有硫酸钙晶须矿物填料的不同类型纸张或纸板； (6)白水循环硫酸钙晶须加填过程中的网下白水采用封闭循环处理，网下的大量白水直接回流进行冲浆和稀释来浆，剰余的白水进入多盘回收机进行回收处理；白水循环过程中尽可能避免清水加入，以避免打破水系统溶解平衡。所述步骤(4)中改性硫酸钙晶须造纸填料的加入点设在浆料混合池、冲浆泵入口、上浆泵入口或网前箱任一位置；加填量控制在对绝干浆料重量的5-45%。本专利技术方法设备投资少，改性エ艺简单、可操作性强，成本节省。改性处理后的硫·酸钙晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性硫酸钙晶须造纸填料，其特征在于：为硫酸钙晶须原料加入溶解抑制改性剂进行改性处理制备所得的溶解度≤1.8g/l，白度≥88%ISO，磨耗≤5mg，折射率≥1.5，性能稳定的硫酸钙晶须造纸填料，其制备方法为：（1）选用纯度≥95%，白度≥88%ISO；晶须平均长度为5？150μm，平均宽度1？25μm的硫酸钙晶须原料；（2）晶须改性处理：将上述硫酸钙晶须原料用造纸白水或清水配制成3？30%浓度的悬浮液，以100？2500转/分的转速进行搅拌混合均匀，之后加入溶解抑制改性剂进行改性处理，处理温度5？60°C，处理时间20？60分钟；调节悬浮液pH值在6.5？11之间，保持搅拌状态，备用，即可得到成品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉珑，刘艳新，覃盛涛，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。