[发明专利]制备纺锤晶形碱回收白泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备纺锤晶形碱回收白泥的方法，属于碱回收白泥综合利用技术领域，制备的纺锤晶形碱回收白泥，适合作为中高档文化纸的无机填料用。

背景技术

白泥是碱回收苛化反应过程中由绿液（主要成分Na₂Co₃）和生石灰（主要成分CaO）进行消化和苛化反应后生成的固体沉淀物（主要成分是CaCo₃），也称为碱回收白泥，是一种固体废弃物，属于高碱的二次污染物。 国内外以木材为原料的大型制浆造纸企业均采用石灰窑煅烧法使碱回收白泥再生生石灰，在苛化中循环使用。然而以非木材纤维为原料的制浆造纸企业，其白泥对碱回收有严重的硅干扰，不易采取煅烧法回用，此外，煅烧法能耗高，设备投资大，生产成本高，只适用于大型制浆造纸企业。我国绝大多数造纸企业对碱回收白泥进行填埋或堆放，有些选择排入江河，造成环境污染，同时还得支付巨额的排污费，增加了企业生产成本，而且造成资源的浪费。

据国内外文献报道，碱回收白泥的用途之一是可以作为造纸用无机填料，既解决了白泥的污染环境的问题，又可为造纸工业提供了填料原料，满足造纸填料市场的需要，达到变废为宝的效果。碱回收白泥的生产成本约为商品轻质碳酸钙的1/3，回用作造纸填料具有非常可观的经济效益。

现有技术中，由于碱回收白泥的晶形为无定形或立方体形，而不是商品轻质碳酸钙（PCC）的纺锤晶形结构。用它作文化用纸填料时，存在留着率低，光学性能差和物理性能不佳等问题。

用作造纸填料且质量接近商品纺锤形PCC水平是碱回收白泥精制技术的发展方向。近年来，我国数家造纸企业将碱回收白泥回用于造纸生产线，回用的碱回收白泥是进行研磨解絮等后续处理制备的。我国碱回收白泥的晶形多为无定形结构，少部分也有立方体的，与商品PCC的纺锤形聚集体差别很大，造成其留着、滤水性能和应用性能比较差，这严重制约了造纸废弃物-碱回收白泥处理的技术进步和应用推广进程。

因此，如何制备具有纺锤晶形结构的碱回收白泥，是造纸业界工程技术人员亟待开发研究的课题。

近些年来，我国造纸业界工程技术人员对碱回收白泥的处理及其利用做了大量的研究开发工作，但主要集中于白泥的后续处理，如洗涤、脱碱、研磨解絮和脱水干燥等方面，而在晶形控制方面鲜有涉及，由下述专利文献予以披露： 

1、中国发明专利公开（公告）号101700901A，公开（公告）日2010年5月05日《一种利用造纸工业碱回收白泥制备轻质碳酸钙的新方法》说明书披露了其技术方案采用四段苛化和溢流苛化反应的方式，在第三段和第四段苛化反应中加入晶体控制剂，该晶体控制剂改变了碳酸钙晶格常数，使晶体直径和类型可到达人为设定的要求，制成的轻质碳酸钙晶体粒度均匀，抛弃了研磨技术。

但此方法存在的不足之处是：①、工艺步骤较复杂，②、未描述所用晶形控制剂，难于实施；③未描述所用晶形控制剂和所制备轻质碳酸钙的具体晶形，因为碳酸钙晶形有十多种，无定形、球形、针形、棒状、链状、纺锤形和立方体等，而且晶形是碳酸钙性能的关键性指标，不同晶形的轻质碳酸钙性能差异很大，应用性能和效果不同。

2、中国发明专利公开（公告）号102303885A，公开（公告）日2012年1月04日《一种草类制浆碱回收绿液精制白泥碳酸钙的方法》说明书公开了碱回收绿液精制白泥碳酸钙的方法，采用清水消化生石灰，将消化反应和苛化反应分开控制，控制物料比例、反应温度和搅拌转速，所制备的碳酸钙为针形。

其不足之处：该发明中未提及反应时间这个重要的反应因素；制备过程中未添加晶形控制剂；所制备碳酸钙的晶形为针形。

发明内容

本发明的目的，旨针对上述现有技术存在的不足之处，提出一种制备纺锤晶形碱回收白泥的方法，该方法制备的纺锤晶形碱回收白泥，其质量水平接近商品PCC的质量水平，其晶形规整、白度高和pH稳定，能够满足中高档文化纸填料的需要。

为实现本发明目的，所采用的技术方案是：

    一种制备纺锤晶形碱回收白泥的方法，包括消化苛化工艺和白泥精制碳酸钙，其特征在于：所述纺锤晶形碱回收白泥，其制备方法包括以下步骤：一）、原料组成，二）、消化工艺，三）、苛化工艺，四）、晶形控制，五）、白泥的分离与洗涤，六）、白泥中残留CaO的处理，具体操作如下：

一）、原料组成和装置

 原料组成：