多孔硅酸钙的分散处理方法及其产品和在造纸中的应用技术

本发明专利技术公开了多孔硅酸钙的分散处理方法及其产品和在造纸中的应用。为解决多孔硅酸钙填料易团聚，难于分散且分散浓度低的问题，本发明专利技术将从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙与水混合充分搅拌分散成浆液，浆液过筛，收集过筛后的产品获得良好分散性能的多孔硅酸钙。本发明专利技术进一步将分散处理的多孔硅酸钙浆液应用于纸张抄造，包括：将多孔硅酸钙浆液与纸浆混合，充分搅拌；添加造纸助剂，用于纸张抄造。采用本发明专利技术分散处理的多孔硅酸钙浆液用于纸张加填，可显著提高纸张灰分含量，改善纸张匀度及强度性能，降低生产成本。

Process for dispersing porous calcium silicate and its product and application in Papermaking

The present invention discloses a method for dispersing calcium silicate and its products and applications in papermaking. In order to solve the problem of porous calcium silicate filler agglomerate, difficult to disperse and scattered low concentration, the invention will be extracted from the fly ash porous calcium silicate mixed with water and stir into slurry, slurry sieving, obtain good dispersion properties of porous calcium silicate collection sieving products. The present invention further comprises dispersing processing of porous calcium silicate slurry used in paper making, the porous calcium silicate slurry and pulp mixing, stirring; adding additives for papermaking. The porous calcium silicate slurry treated by the dispersion process of the invention can be used for paper filling, and can greatly improve the ash content of the paper, improve the evenness and strength performance of the paper, and reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】
多孔硅酸钙的分散处理方法及其产品和在造纸中的应用
本专利技术涉及多孔硅酸钙的一种新用途，尤其涉及多孔硅酸钙的分散处理方法，以及通过分散处理得到的产品作为造纸填料在纸张抄造中的应用，属于多孔硅酸钙在造纸中的应用领域。
技术介绍
矿物填料不仅可改善纸张性能，如提高纸张不透明度、改善印刷适性，同时可大幅降低生产成本，传统造纸填料主要有轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉等。目前，造纸行业每年矿物填料消耗量约为900万吨左右，对矿物填料的大量开采会严重破坏生态环境，随着人们环保意识的增强，这种发展模式越来越受到质疑，造纸行业急需一种环保型的填料替代品。从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙具有孔隙率高、比表面积大、堆积密度小及磨耗值低等特点，采用多孔硅酸钙作为造纸填料，不仅明显提高纸张不透明度和松厚度，将纸张中的矿物填料含量提高15%以上，而且由于多孔硅酸钙的高吸附特性对造纸白水具有良好的净化吸附效果，可明显改善白水洁净度，其大规模推广应用可有效降低原生木浆用量，有力推进造纸产业节能减排及优化升级。本专利技术人在实验室研究及生产过程中发现，多孔硅酸钙填料易团聚，难于分散且分散浓度低。若团聚粒子不能有效分散，不仅影响后续填料的过筛导致纸张强度降低，而且还可能会导致纸张掉粉，影响后续纸张印刷。因此，为进一步完善多孔硅酸钙造纸工艺技术，推进多孔硅酸钙填料的大规模应用，改善使用效果，需要对多孔硅酸钙进行分散处理以解决其作为造纸填料时存在易团聚，难于分散的问题。此外，前期研究表明，多孔硅酸钙分子结构中含有结晶水，在纸张中可与纤维形成氢键结合，有利于改善纸张强度，提高在纸张中的加填量。而传统造纸过程中，在纸页成型之前，填料与纤维接触时间短，不能充分有效的发生作用，不利于纸张强度的提高。因此，针对多孔硅酸钙特性，需采用新的加填方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是将多孔硅酸钙进行分散处理获得具有良好分散性的多孔硅酸钙浆液；本专利技术的目的之二是将多孔硅酸钙，尤其是经过分散处理的多孔硅酸钙浆液作为造纸填料应用于纸张抄造。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的:本专利技术针对从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙填料在造纸生产过程中难以分散及纸张强度差的问题，对多孔硅酸钙进行分散处理，获得具有良好分散性的多孔硅酸钙浆液。本专利技术首先提供了一种分散处理多孔硅酸钙的方法，通过该方法能够获得具有良好分散性能的多孔硅酸钙浆液，所述分散处理多孔硅酸钙的方法包括:将从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙与水混合充分搅拌分散成浆液，浆液过筛，收集过筛后的产品，即得。优选的，将从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙与水按照5-25:75-95的质量比例混合在一起后在分散机中进行分散；其中，所述的分散时间优选为5_20min,分散机叶片线速度控制在8-20m/s。其中，所述的过筛是过目数为60-300目的筛网。本专利技术进一步将经过分散处理的多孔硅酸钙浆液作为造纸填料应用于纸张抄造，包括:将从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙与水充分混合，分散成浆液；将浆液与纸浆混合，充分搅拌；添加造纸助剂，用于纸张抄造；或将经过分散处理的多孔硅酸钙浆液与纸浆混合，充分搅拌；添加造纸助剂，用于纸张抄造。其中，为了达到更好的技术效果，本专利技术中多孔硅酸钙与纸浆混合液的质量浓度控制在1%_8% (具体指所配制的造纸浆料的质量浓度控制在1%_8%，即多孔硅酸钙和纸浆的质量总和在造纸浆料中占1_8%，其它部分均为水);其中，所述的混合时间优选为10-60min。本专利技术中所述的从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙(即未经过分散处理的多孔硅酸钙)的各项性能如下:含水率为0-70%，平均粒径为5-30um，比表面积为50_200m2/g，白度为80-95%，真密度为1.2-1.5g/cm3，堆积密度为0.15-0.30g/cm3，pH值为8-10 (20%固含量下测试)。本专利技术的填料为从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙，该原料来源广泛、成本低廉，其在造纸行业的大规模应用，可有效促进高铝粉煤灰提取氧化铝联产多孔硅酸钙产业的发展，可为大宗废弃物粉煤灰的综合利用作出重要贡献，特别是对粉煤灰的综合利用有效保护了生态环境和矿产资源，同时也为造纸行业提供了一种优良的原材料。本专利技术解决了多孔硅酸钙填料难以分散的问题，完善了多孔硅酸钙填料造纸应用技术，采用分散处理后的多孔硅酸钙用于纸张加填，可显著提高纸张灰分含量，改善纸张匀度及强度性能，降低生产成本，符合造纸产业的发展需求。与传统填料加填相比，在保持纸张强度不变情况下，采用本专利技术处理后的可提高纸张灰分，提高幅度达15%以上。因此，可节约造纸过程中的植物纤维用量，大大降低生产成本。本专利技术操作简单，该方法操作简单、灵活，对一般纸厂无需增加额外设备。对现有填料分散设备、浆料流送设备及纸张成型设备改动基本不作任何改动，对设备要求也相对较低，可操作性较强，易于产业化推广采用。【具体实施方式】下面结合具体实施方案来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1多孔硅酸钙的分散处理及其在纸张抄造中的应用1、实验材料:所用多孔硅酸钙从粉煤中提取的原料，真密度为1.3g/cm3，堆积密度为0.25g/cm3，粒径为25um，比表面积为150m2/g，白度为90%，含水率为70%，呈膏状。2、多孔硅酸钙的分散处理(I)在分散罐中加入2.27t水，；(2)开启分散搅拌机，将1.73t含水率为70%的膏状多孔硅酸钙通过螺旋输送机逐渐加入到分散罐中，分散固含量为13% ；(3)分散盘线速度控制在10m/s,加料完毕后稳定运转IOmin,直至多孔娃酸钙被分散成均匀浆液；(4)将分散好的多孔硅酸钙浆液泵送至100目的振动筛，过筛后的多孔硅酸钙浆液泵送至填料缓冲槽，备用。经激光粒度仪测定，分散后的浆液平均粒径18.9 μ m。3、分散处理后的多孔硅酸钙的在纸张抄造中的应用将上述分散处理的浆液泵送至槽式打浆机，与纸浆纤维充分混合，混合浓度2%，混合时间30min，达到混合时间后，添加各种造纸助剂用于纸张抄造，纸张测试结果见表1。由纸张测试结果可见，在纸张灰分为41%左右情况下，若多孔硅酸钙填料与纤维充分混合30min，纸张强度性能大幅提高，例如，抗张指数由原来的24.5N.m/g提高至29.8N.m/go表1纸张强度检测结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
多孔硅酸钙作为造纸填料在纸张抄造中的应用。

【技术特征摘要】
1.多孔硅酸钙作为造纸填料在纸张抄造中的应用。2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于:所述的多孔硅酸钙是从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙。3.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的多孔硅酸钙的性能如下:含水率为0-70%，平均粒径为5-30um，比表面积为50_200m2/g，白度为80_95%，真密度为1.2-1.5g/cm3,堆积密度为 0.15-0.30g/cm3。4.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于，包括:将多孔硅酸钙粉体与水充分混合，分散成浆液；将浆液与纸浆混合，充分搅拌；添加造纸助剂，用于纸张抄造。5.一种用于造纸填料的多孔硅酸钙，其特征在于，其制备方法包括: 将从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙与水混合充分搅拌分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成海，孙俊民，张战军，陈杨，魏晓芬，徐鹏，高志军，
申请(专利权)人：大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心，
类型：发明
国别省市：