[发明专利]一种碱回收工段绿液絮凝除硅方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸工业技术领域，具体涉及一种碱回收工段绿液絮凝除硅方法。

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。由于资源的限制，我国现阶段大多采用非木材原料制浆，例如竹子，麦草等。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，而且使得造纸废液处理工段耗能严重，达不到国家要求。所以，对于减轻“硅干扰”问题有很多解决方法，如二氧化碳法、铝酸盐法以及碱石灰法等，但是都存在一定的局限性，使得消除了“硅干扰”问题的同时，又面临其他问题，当黑液中通入二氧化碳/烟道气产生的硅酸胶体粒子非常细小，且悬浮于溶液中，难以沉淀，同时，当CO₂法绿液除硅率为85%时，绿液苛化产生的白泥煅烧回收石灰依然不能回用，且除硅后绿液pH值低，需要补充NaOH将绿液pH调回到高碱性，铝酸盐法虽然除硅率较高，但是铝离子的引入量随着除硅率的增加而增加，铝离子的大量存在使得绿液pH降低，并且形成的硅铝酸钠胶体很难从体系中出去，造成了其他问题。生石灰法除硅率不够高，在石灰煅烧回收阶段仍有生成的CaSiO₃难以煅烧。

二氧化碳引晶工艺需要调绿液pH，分两步加入除硅剂和引硅剂。两段石灰工艺也需要分两步加入生石灰，并且工厂中的除硅率不够高等。所以，以上的除硅工艺都存在操作复杂，可控性较差，除硅效果不够好等缺点，能够找到一种除硅率高，引入铝离子少，绿液pH变化小，操作简单，成本低的除硅工艺，将改善碱回收工段的“硅干扰”问题，减轻设备负担，为企业增加效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱回收工段绿液絮凝除硅方法，解决了现有除硅工艺使得绿液pH降低，除硅率不高，沉淀慢，操作复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种碱回收工段绿液絮凝除硅方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：制备三价金属盐改性膨润土；

步骤2：取澄清后的苛化段绿液倒入烧杯中，加热至90-100℃，然后按照三价金属盐改性膨润土的质量-体积浓度为20-50g/L称取步骤1得到的三价金属盐改性膨润土加入到绿液中，搅拌反应10min，静置待充分反应，将质量浓度为0.01%-1.0%的阳离子聚丙烯酰胺溶液按照与绿液的体积比为1：20-1：200的比例加入到烧杯中，再按照相对于绿液的质量-体积浓度为10-30g/L加入生石灰，静置待完全沉降。

本发明的特点还在于，

其中的步骤1制备三价金属盐改性膨润土，具体按照以下步骤实施：取钠基膨润土加入水中搅拌至悬浮液状，加入三价金属盐，搅拌2h，静置10-15h，倒去上清液，将下层浊液放入烘箱干燥24h，取出，研磨，过200目筛，制成三价金属盐改性膨润土。

其中的钠基膨润土相对于水的质量-体积浓度为15-50g/L。

其中的三价金属盐与钠基膨润土的质量比为1：1-1：5。

其中的三价金属盐采用氯化铝，硫酸铝，硫酸铁，氯化铁或偏铝酸钠中的一种。

本发明的有益效果是，操作简单，硅捕集剂的膨胀效率较高，吸附硅元素性能极强，加入絮凝剂絮凝反应后沉降速度快，除硅效率最高可达99.9%，并且绿液pH变化很小，引入其他离子很少。

附图说明

图1是本发明的工艺流程；

图2是本发明除硅前绿液元素能谱图；

图3是本发明除硅后绿液元素能谱图。

具体实施方式

本发明所用的竹浆绿液是来自碱法制浆厂碱回收车间绿液澄清槽，绿液成分：总碱137.21g/l，活性碱39.88g/l，Na₂CO₃97.27g/l，Na₂S31.94g/l，SiO₂4.36g/l，绿液的pH为12.94。通过在绿液中的除硅率、沉淀物沉降时间以及绿液pH的变化来评价絮凝除硅工艺的好坏。