CN116375072B - 一种助剂法生产改性碳酸钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及造纸白泥处理技术领域，尤其涉及一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，包括以下步骤：S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，搅拌反应0.5‑1h，升温至80‑90℃，得到第一混合液，备用；S2：将第一混合液转入反应釜中，加入氢氧化钙悬浊液，恒温反应1.5‑2.5h，恒温反应完成后，搅拌，得到第二混合液，备用；S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，搅拌反应0.5‑1h，再通入二氧化碳碳化，得到改性碳酸钙。其目的在于：通过将造纸白泥中的硅酸钠转化成硅酸钙，不仅能够降低运输管道的堵塞、附着情况，还能够降低改性碳酸钙中盐酸不溶物的含量，提高改性碳酸钙的质量。
Description
技术领域
本发明涉及造纸白泥处理技术领域，尤其涉及一种助剂法生产改性碳酸钙的方法。
背景技术
长期以来，纸厂生产过程中产生的大量白泥因其硅含量较高，难以回收碳酸钙，且因其碱含量高达3％以上，直接排放，会对生态环境及水体资源产生巨大污染，且造成浪费，因此，一般会对造纸白泥进行处理后回收利用，使造纸白泥能够用于建筑砂浆、建筑陶瓷、生产水泥等。
在造纸白泥后续处理过程中，由于造纸白泥中含有硅酸钠，因硅酸钠本身性质原因，使得在输送过程中堵塞管道、附着在传动设备上使得其性能降低，且在后续的碳化过程中转化成二氧化硅，致使盐酸不溶物指标下降，影响最终产品的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，通过将造纸白泥中的硅酸钠转化成硅酸钙，不仅能够降低运输管道的堵塞、附着情况，还能够降低改性碳酸钙中盐酸不溶物的含量，提高改性碳酸钙的质量。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，包括以下步骤：
S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，搅拌反应0.5-1h，升温至80-90℃，得到第一混合液，备用；
S2：将第一混合液转入反应釜中，加入氢氧化钙悬浊液，恒温反应1.5-2.5h，恒温反应完成后，搅拌，得到第二混合液，备用；
S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，搅拌反应0.5-1h，再通入二氧化碳碳化，得到改性碳酸钙。
进一步，所述S1步骤中，氯化钙溶液的浓度为1.7-1.9mol/L，氯化钙溶液中的氯化钙含量为白泥悬浊液中氢氧化钠含量的1.3-1.38倍。
通过在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，使氯化钙溶液与白泥悬浊液中的碱性物质反应，主要是氢氧化钠，生成氢氧化钙沉淀，以降低白泥悬浊液中可溶性碱性物质的浓度，便于后续反应的进行；并通过控制加入氯化钙的量，避免氯化钙加入量过多，导致最终的物料板结。
其中，白泥在制备成白泥悬浊液前，通过检测分析出白泥中氢氧化钠的含量，根据白泥中氢氧化钠的含量，控制氯化钙加入的量。
进一步，所述S2步骤中，在加入氢氧化钙悬浊液时，需先预热，预热温度为80-90℃，所述氢氧化钙悬浊液的波美度为14-16°Bé。
本申请实施例中，氢氧化钙悬浊液的波美度优选为15°Bé。
通过加入预热后的氢氧化钙悬浊液，使氢氧化钙悬浊液能够直接与白泥悬浊液中的硅酸钠反应，生成硅酸钙，CaSiO3与CO2不反应，在后期碳化及烘干过程不会有SiO2产生，使得盐酸不溶物降低，且将硅酸钠转化成硅酸钙，使白泥在输送时，不会堵塞管道以及附着在传动设备上，同时，解决了因Na2SiO3的粘性使生成的碳酸钙团聚，降低其沉降体积的问题。
进一步，所述氢氧化钙中盐酸不溶物的含量在0.5％以下，氢氧化钙的纯度在98％以上。
通过控制氢氧化钙中盐酸不溶物的含量，避免引入新的盐酸不溶物，减轻对最终产物的影响。
进一步，所述S2步骤中，加入氢氧化钙悬浊液的量为白泥质量的3-5％。
通过控制加入的氢氧化钙悬浊液的量，一方面，使白泥悬浊液中的硅酸钠尽可能的完全反应，另一方面，减少引入新的杂质。
进一步，所述S3步骤中，加入的氯化钙的量为S2步骤中氢氧化钙质量的70-90％。
通过再次加入氯化钙，将白泥悬浊液中新生成的氢氧化钠完全反应，避免白泥中存在氢氧化钠，因为氢氧化钠在后续的碳化过程中，会转化成碳酸钠，碳酸钠在改性碳酸钙烘干时，会使最终产品黄变，影响产品质量；再通过控制加入的氯化钙的量，能够增加最终产品的白度，同时，避免碳酸钠残留导致的反碱(pH升高)。
进一步，所述S3步骤中，碳化的具体步骤为：将浆液移至碳化塔后，通入CO2，搅拌速度为50r/min，碳化0.5-1H，至浆液pH小于8.5。
通过碳化，将多余的氢氧化钙全部转化为改性碳酸钙，改性碳酸钙中不含有二氧化硅，能够得到含盐酸不溶物更低的产品，且改性碳酸钙的质量更佳。
进一步，所述二氧化碳含量大于98％，流量大于245g/min。
采用上述技术方案的发明，具有如下有益效果：
1.通过在白泥悬浊液中分步骤加入氯化钙和氢氧化钙这两种助剂，一方面，能够将白泥中的硅酸钠转换成硅酸钙，解决了由于白泥中含有硅酸钠造成的管道堵塞、传动设备附着以及造成碳酸钙团聚，影响碳酸钙沉降体积的问题；另一方面，避免了白泥中含有的氢氧化钠造成碳化过程中，氢氧化钠生成碳酸钠造成碳酸钙变黄的问题，同时，还解决了因碳酸钠残留导致的反碱(pH升高)问题；
2.通过控制加入的氯化钙的量以及步骤，一方面，有利于整个过程中反应的进行，另一方面，能够将白泥中的氢氧化钠完全去除，同时，增加碳酸钙的白度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围：
实施例1，助剂法生产改性碳酸钙的方法一
S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，其中，氯化钙溶液中氯化钙的含量为白泥悬浊液中氢氧化钠含量的1.3倍，氯化钙的浓度为1.7mol/L，缓慢搅拌反应0.5h，升温至80℃，得到第一混合液，第一混合液的波美度为20°Bé，备用；
S2：将第一混合液转入反应釜中，加入预热到80℃的氢氧化钙悬浊液，其中，氢氧化钙中盐酸不溶物的含量在0.5％以下，氢氧化钙的纯度在98％以上，氢氧化钙悬浊液的波美度为15°Bé，且加入的量为白泥质量的3％，于80℃的条件下，恒温反应1.5h，恒温反应完成后，得到第二混合液，备用；
S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，其中氯化钙的浓度为1.7mol/L，氯化钙的量为S2步骤中氢氧化钙质量的70％，搅拌反应0.5h，将浆液移至碳化塔后，通入CO2，二氧化碳含量大于98％，流量大于245g/min，搅拌速度为50r/min，碳化0.5h，至浆液pH小于8.5，得到改性碳酸钙。
实施例2，助剂法生产改性碳酸钙的方法二
S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，其中，氯化钙溶液中氯化钙的含量为白泥悬浊液中氢氧化钠含量的1.35倍，氯化钙的浓度为1.8mol/L，缓慢搅拌反应0.5h，升温至85℃，得到第一混合液，第一混合液的波美度为20°Bé，备用；
S2：将第一混合液转入反应釜中，加入预热到85℃的氢氧化钙悬浊液，其中，氢氧化钙中盐酸不溶物的含量在0.5％以下，氢氧化钙的纯度在98％以上，氢氧化钙悬浊液的波美度为15°Bé，且加入的量为白泥质量的4％，于85℃的条件下，恒温反应2h，恒温反应完成后，缓慢搅拌降温至20-35℃，得到第二混合液，备用；
S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，其中氯化钙的浓度为1.8mol/L，氯化钙的量为S2步骤中氢氧化钙质量的80％，搅拌反应1h，将浆液移至碳化塔后，通入CO2，二氧化碳含量大于98％，流量大于245g/min，搅拌速度为50r/min，碳化1h，至浆液pH小于8.5，得到改性碳酸钙。
实施例3，助剂法生产改性碳酸钙的方法三
S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，其中，氯化钙溶液中氯化钙的含量为白泥悬浊液中氢氧化钠含量的1.38倍，氯化钙的浓度为1.9mol/L，缓慢搅拌反应1h，升温至90℃，得到第一混合液，第一混合液的波美度为20°Bé，备用；
S2：将第一混合液转入反应釜中，加入预热到90℃的氢氧化钙悬浊液，其中，氢氧化钙中盐酸不溶物的含量在0.5％以下，氢氧化钙的纯度在98％以上，氢氧化钙悬浊液的波美度为15°Bé，且加入的量为白泥质量的5％，于90℃的条件下，恒温反应2.5h，恒温反应完成后，得到第二混合液，备用；
S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，其中氯化钙的浓度为1.9mol/L，氯化钙的量为S2步骤中氢氧化钙质量的90％，搅拌反应1h，将浆液移至碳化塔后，通入CO2，二氧化碳含量大于98％，流量大于245g/min，搅拌速度为50r/min，碳化1h，至浆液pH小于8.5，得到改性碳酸钙。
上述实施例中，均能够制备得到质量较佳的改性碳酸钙，且均能够解决本申请中提到的问题。且上述实施例中，以实施例2中制备出的改性碳酸钙性能最佳，并与现有的造纸白泥制备的碳酸钙进行性能对比，如表1所示：
从表1中，能够明确得到通过本方法的处理，能够得到盐酸不溶物含量更低的改性碳酸钙，且改性碳酸钙的白度更高，沉降体积和产量更大，即能够在相同体积的液体下，产生更多的改性碳酸钙，提高产量。通过pH(10％悬浮物)，说明本方法还能够降低溶液的pH，有利于后续的废水处理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (5)
1.一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在白泥悬浊液中加入氯化钙溶液，搅拌反应0.5-1h，升温至80-90℃，得到第一混合液，备用；所述S1步骤中，氯化钙溶液的浓度为1.7-1.9mol/L，氯化钙溶液中的氯化钙含量为白泥悬浊液中氢氧化钠含量的1.3-1.38倍；
S2：将第一混合液转入反应釜中，加入氢氧化钙悬浊液，恒温反应1.5-2.5h，恒温反应完成后，搅拌，得到第二混合液，备用；所述S2步骤中，在加入氢氧化钙悬浊液时，需先预热，预热温度为80-90℃，所述氢氧化钙悬浊液的波美度为14-16°Bé；
S3：在经过S2步骤的第二混合液加入氯化钙溶液，加入的氯化钙的量为S2步骤中氢氧化钙质量的70-90%，搅拌反应0.5-1h，再通入二氧化碳碳化，得到改性碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，其特征在于，所述氢氧化钙中盐酸不溶物的含量在0.5%以下，氢氧化钙的纯度在98%以上。
3.根据权利要求1所述的一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，其特征在于，所述S2步骤中，加入氢氧化钙悬浊液的量为白泥质量的3-5%。
4.根据权利要求1所述的一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，其特征在于，所述S3步骤中，碳化的具体步骤为：将浆液移至碳化塔后，通入CO2，搅拌速度为50r/min，碳化0.5-1h，至浆液pH小于8.5。
5.根据权利要求4所述的一种助剂法生产改性碳酸钙的方法，其特征在于，所述二氧化碳含量大于98%，流量大于245g/min。
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