造纸黑液碱回收中直接生产高附加值碳酸钙新工艺.pdf

造纸黑液碱回收中 -t-* 直接生产高附加值碳酸钙新上乙 艾天召 董学芝 蒋智霞 艾栋 王秀娟 摘要本文报道了一种在造纸黑液碱回收过程中直接生产出细颗粒、功能型高附加值碳酸钙的新技术。 该技术通过对传统造纸黑液碱回收苛化工序的关键性技术改进，从而在回收碱的同时直接生产出高附加值 碳酸钙。该技术是一种清洁生产工艺，既具有良好的环境效益，又具有非常可观的经济效益。 关键词造纸黑液，碱回收，高附加直接碳酸钙，新工艺 1前言 碳酸钙是一种重要的粉体材料，因其无毒和使用性能良好而被广泛应用于橡胶、塑料、 造纸、涂料、油漆和油墨等多种工业。随着时代的发展，世界造纸工业以及其他工业对碳酸 钙的需求量急剧增加，特别是对于细颗粒(微细级、纳米级)和各种功能型高附加值碳酸钙 的需求增加更快。因此，研究和改造细颗粒、功能型高附加值碳酸钙的生产方法已是当今世 界的热门研究课题之一。世界发达国家，如日本、美国、德国等在这方面的研究工作一直非 常活跃，投入了大量人力和物力，并已取得了显著的成果。 关于细颗粒和各种功能型高附加值碳酸钙的生产，目前世界各国主要是以碳化法为基 础，通过采用不同的工艺条件和进行不同的表面改性处理来控制碳酸钙产品的粒径和品形。 这类生产方法均存在生产成本高，产品价位高(其价格为普通碳酸钙的lO。20倍)，工艺条 件不易控制和产品质量不稳定等技术难题。因此，尽管细颗粒和各种功能型高附加值碳酸钙 的优良性能非常诱人，但是在现阶段，其使用范围和工业化生产都受到很大限制。 由于这类碳酸钙的附加值高，且潜在市场广阔，所以现在也已经成为国内科研开发的热 点和碳酸钙生产企业发展的目标。近年来在国家产业政策的积极扶持下，我国已有了高附加 值碳酸钙的生产，但尚未形成规模，加之产品质量欠佳，故目前我国所有的这类碳酸钙产品 主要靠进口。这种情况严重制约了我国高档纸生产和其他多种工业的发展。因此，研究开发 一种成本低，产品质量好，在国际上独具特色的生产细颗粒和功能型附加值碳酸钙的新技术 是一个很有意义的课题。 本文报道一种在造纸黑液碱回收中直接生产细颗粒、功能型高附加值碳酸钙(不需研磨) 的新技术。该技术是一种清洁生产工艺，既有良好的环境效益，又有非常可观的经济效益。 2新工艺技术简介 2．1传统碱回收工艺存在的问题 在传统造纸黑液碱回收工艺中，既消除了黑液的污染，也回收了黑液中的碱，但是却产 生了大量的碱性废渣一白泥，构成了严重的二次污染。目前，国际上发达国家的木浆厂是将 白泥回烧成石灰循环使用，但这种方法，投资大、能耗高，经济价值很小，只是为消除白泥 二次污染不得已而为之。这种方法只有经济实力很强的大型木浆造纸厂才能使用，而对于中 小型造纸厂则是望而生畏。对于草浆厂，因白泥中硅含量高，根本就不能回烧成石灰。在我 国，目前只有极个别大型木浆厂进行了白泥回烧，绝大部分制浆造纸厂是将白泥买地挖坑 (或筑坝)填埋。为了解决白泥二次污染问题，长期以来，国内外的许多专家、学者进行了 大量的研究工作，如将白泥用作生产水泥的原料，也有通过碳化、洗涤等复杂工序将白泥制 成碳酸钙等，但因存在诸多技术问题而难以推广应用。白泥污染已是制约造纸黑液碱回收发 展的重要因素之一，是一个亟待解决的技术难题。 30 2．2新工艺的技术路线 本工艺是通过对传统造纸黑液碱回收苛化工序进行关键性技术改进，从而在回收碱的同 时直接生产出系列功能型高附加值碳酸钙(如高档纸用碳酸钙等)的新技术。该技术在生产 过程中无废水排放、无废渣(白泥)产生、无二次污染，经济效益非常可观。其技术路线可 用如下方框图(下半部分)表示： (Nai)tt、Na25) 其他商附加值碳酸钙 2．3新工艺的技术关键 为了能在造纸黑液碱回收过程中直接生产出高附加值碳酸钙，作者对传统碱回收苛化工 序的反应机理和工艺过程进行了大量研究工作。研究表明：A．传统碱回收工艺产生的废渣 灰带入的杂质及未参与反应的过量石灰，只要采取相应的针对性措施，完全可以得到纯净的 碳酸钙；B．在黑液碱回收中完全可以直接生产出高附加值碳酸钙，并且其质量比常规碳化 法要好，这是因为反应介质均匀，工艺条件易于控制。与传统的黑液碱回收工艺相比，新工 艺