[发明专利]钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法及其应用。

背景技术

非木材纤维造纸原料是我国一种重要可再生纤维的资源。特别是在国家推出“十二五节能减排规划”后，对环境保护以及节能减排提出了更高的要求，所以正确认识非木材原料在我国制浆造纸方面的重要性和位置是十分必要的。

由于非木材纤维原料自身的特殊原因，半纤维素含量比木材高，杂细胞多，灰分高，二氧化硅约占灰分60%以上，结果造成碱回收过程“硅干扰”问题，其主要体现在蒸发，苛化和石灰回收等工段。在苛化工段，绿液苛化反应中会有CaSiO₃生成，降低了绿液的苛化效率，此外，在白泥煅烧生成石灰回用于苛化工段的过程中，白泥中的硅会降低石灰活性，另外，白泥中的硅会使白泥中残碱值偏高，由于残碱物质熔点比石灰低，在白泥进行煅烧反应之前或者反应过程中会先熔化，与石灰结成块或者粘附在石灰窑内壁上形成结球，结圈和结环，结果造成石灰窑极容易出现故障。

以上这些问题不仅会使碱回收效率降低，而且使造纸废液处理工段耗能严重，达不到国家要求。研究者对于竹浆绿液“硅干扰”问题提出了很多解决方法，如二氧化碳法、铝酸盐法以及碱石灰法等，这些方法都仅仅局限于专门的除硅段，由于绿液中硅含量较高，导致除硅段消耗试剂量大，不可循环，耗能大，最终使得企业成本增加。

一般的除硅剂大多数选用大量的化学试剂进行化学方法处理，此方法虽然可以提高除硅效率，但是不可逆，不循环，成本高，消耗量大甚至改变绿液性质等缺点难以避免。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法及其应用，该方法安全有效、节能环保。

本发明是通过以下技术方案来实现：

钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法，包括以下步骤：

1）取钠基膨润土，按钠基膨润土：水=1:8～64的质量比，向钠基膨润土中加入水，混合后，充分搅拌5～10min，得到钠基膨润土料浆；

2）将钠基膨润土料浆加入待处理的竹浆绿液，充分搅拌5～10min后，静置，然后过滤取滤液，得到预除硅处理后的竹浆绿液；其中，待处理的竹浆滤液与钠基膨润土料浆中的钠基膨润土的质量比为30～50:1。

钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法，包括以下步骤：

1）取钠基膨润土，按钠基膨润土：水=1:32的质量比，向钠基膨润土中加入水，混合后，充分搅拌5min，得到钠基膨润土料浆；

2）将钠基膨润土料浆加入待处理的竹浆绿液，充分搅拌5min后，静置，然后过滤，取滤液，得到预除硅处理后的竹浆绿液；其中，待处理的竹浆绿液与钠基膨润土料浆中的钠基膨润土的质量比为45.7。

步骤2）所述的静置时间为15～25min。

还包括将得到的预除硅处理后的竹浆绿液送入除硅工段，将过滤得到的沉淀送入洗涤工段，洗涤回收，得到钠基膨润土。

钠基膨润土作为造纸竹浆绿液预除硅剂的应用。

钠基膨润土在制备造纸竹浆绿液预除硅剂中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

钠基膨润土是膨润土中的一种，是根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量来划分，碱性系数大于或等于1的为钠基膨润土，本发明以钠基膨润土作为预除硅剂，对竹浆绿液进行预除硅处理，因而能够缓解造纸生产过程中的“硅干扰”问题，通过实验验证，本发明所用的预除硅剂钠基膨润土的预除硅率可达50.8%，减小了后续工段的除硅负荷，从而有效地降低了企业的反应能耗。本发明利用钠基膨润土对竹浆绿液预除硅的方法操作简单，安全有效，环境友好，适合工业化大规模放大生产。

进一步的，本发明预除硅后的钠基膨润土可洗涤后回收循环利用，从而进一步降低了生产能耗。

本发明通过除硅测试及硅元素能谱检测等试验，验证了钠基膨润土的除硅性能，因而，钠基膨润土能够作为预除硅剂应用于造纸技术领域中。

附图说明

图1为本发明筛选的三种膨润土吸附膨胀性能的比较图谱；

图2为润胀钠基膨润土所需加水量与在绿液中膨胀容关系图；

图3为钠基膨润土在强碱性溶液中的硅元素抗碱溶性红外光谱图；

图4为加入钠基膨润土前后的竹浆绿液中硅含量的能谱图，其中a为未加钠基膨润土的竹浆绿液中硅含量的能谱图，b为加入钠基膨润土处理后的竹浆绿液中硅含量的能谱图。

具体实施方式