粉煤灰制备填料碳酸钙在造纸中的应用.pdfVIP

‘江苏笱造纸学会第十一届学术年会论文集》 【造纸及化学品卷】 粉煤灰制备填料碳酸钙及在造纸中的应用 张明L2王威1袁广翔2 (1．金东纸业江苏股份有限公司研发中心，江苏镇江，212132； 2．南京林业大学江苏省制浆造纸重点实验室，南京， 210037) ■耍粉煤灰是火力发电厂的燃煤废弃物。本文在研究粉煤灰综合利用的基本现状的基础上，以金东纸业燃煤电厂粉煤 灰为原料，通过其主要成分的分析，研究探讨了粉煤灰改性制备填料碳酸钙的工艺。在不改变其他化学品添加量的条件 下，利用粉煤灰制备的填料碳酸钙取代部分金东纸业纸机填料，通过对纸张物性的分析，结果表明粉煤灰制备的填料碳 酸钙在纸页中的留着率较纸机填料稍低，然而其对纸张的强度的提升具有很好的效果。 关键词粉煤灰；填料；碳酸钙；清洁生产 粉煤灰是火力发电厂的燃煤废弃物，即煤粉在1500(2．1700℃下燃烧后，由烟道气带出并经除尘器 收集而得到的粉尘。据统计，每燃烧It煤就能约产生250．300 kg的粉煤灰和20．30kg的炉渣。随着电 力工业的迅速发展，电厂粉煤灰的排泄量不断增加。2007年我国粉煤灰年排放量达到3亿t以上【lJ。美 国、欧盟等国家粉煤灰的利用率己达到70％-80％121。而目前我国粉煤灰的利用率仅为30％左右，远远落 后于欧美发达国家。我国粉煤灰的总堆存量已超过10亿吨，而且还在以每年8000万吨的速度增加。所 以，押强粉煤灰开发利用的研究工作，不仅可减少环境污染，造福全社会，而且还会带来可观的经济效 应。 1材料与方法 1．I主要试剂 5％盐酸溶液，无水碳酸钠(AR)，纸机填料、阳离子淀粉、阴离子保留助剂及阳离子保留助剂。 1．2主要原料 金东纸业燃煤电厂粉煤灰。 1．3实验方法 1．3．I粉煤灰制备填料碳酸钙的方法 称取一定量的粉煤灰，在通风橱内，在玻璃棒不断搅拌的条件下缓慢加入5％盐酸溶液，待不再冒泡时 停止加入盐酸溶液。通过抽滤得到液体及滤渣。滤液中加入稍过量的饱和碳酸钠溶液，静止混合溶液后 去除上层清液得到填料碳酸钙。对粉煤灰填料进行元素分析及SEM分析，测定其固含后备用。 13．2粉煤灰填料碳酸钙取代部分纸机填料实验 在不改变其他各种化学品添加顺序及添加量的条件下，利用粉煤灰制备的填料碳酸钙取代部分纸机 填料，纸张定量为759／mz。浆料配比为：长纤：短纤=l：4(绝干质量比)。各种化学品的添加顺序及添 —128争一 《江苏省造纸学会第十一届学术年会论文集》 【造纸及化学品卷】 加量分别如表1。 2结果与讨论 2．1粉煤灰填料碳酸钙的元素分析及SEM分析 2．1．1元素分析 将制得的填料产品进行元素分析，其结果如表2所示。 表l化学品的添加顺序及添加量 行抄纸实验．然后对各组别纸张进行物性分析。 表2填料产品元素分析结果 的2％不到，说明产品主要成分为CaC03，约为98％，基本可以满足作为生产中使用的碳酸钙填料的要求。 另外，产品中的Na元素可能为洗涤产品的过程中残留下来的过量的Na2C03造成的，可以通过控制 Na2C03的添加量和增加对产物的清洗次数来进行去除，从而能够使产品纯度进一步提高。另外，产物中 还含有一定量的Cu元素，属于有色金属元素，因此可能会对产品的白度性能造成一定的影响，另外， Al，Si元素也可能对产品的应用性能造成一定影响。 2．1．2 SEM分析 取适量粉煤灰填料产品做电镜分析，分析结果见图l。 如图l所示，制备的粉煤灰填料碳酸钙大小较为均一，粒径基本都小于5wn，还有相当一部分的产物 粒径在29m以下，因此可以确定制备的粉煤灰填料碳酸钙基本满足生产的需要。 2．2粉煤灰填料碳酸钙对纸张物性的影响 2．2．1纸张灰分 纸张灰分测试结果如表3所示。 由表3结果可见，随着粉煤灰制备的填料碳酸钙取代纸机填料量的增多，纸张灰分出现逐渐下降的 —-287— 《Ⅱ苏