碱回收白泥的粒径分布及其影响因素研究.PDFVIP

碱回收白泥的粒径分布及其影响因素研究 1 1 1 1 2 2 王进 危鹏 刘鹏 孙玮 刘成良 陈金山 （1.天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457 ；2.泰格林纸集团 技术中心，岳阳，414002 ） 摘要：碱回收白泥回用作造纸填料可以节约资源、降低能源消耗和产生显著的经济效益，并促进造纸行业实现 可持续发展。本文对碱回收白泥和商品PCC 的粒径分布进行分析，通过探讨消化和苛化反应的影响因素，如 消化温度、消化时间、绿液添加方式和生石灰性能，以改善碱回收白泥的粒径分布。结果表明粒径分布是碱回 收白泥和商品PCC 的主要差距所在，通过反应控制可以降低白泥中小于2µm 的细小组分，所制备碱回收白泥 的应用性能明显改善。 关键词：白泥；粒径；消化；PCC 沉淀碳酸钙（PCC ）在造纸工业中已被广泛用作造纸填料，能够赋予纸页更好的性能，如 改善纸页的不透明度、白度和印刷适性，此外还可以提高纸页的松厚度、光散射性能和纤维遮 盖率。碱回收白泥是沉淀碳酸钙的来源之一，属于苛化钠法，是碱回收工段由绿液和氢氧化钙 苛化生成的具有高碱性的副产物，传统的填埋、堆放和外排江河等处理方式，污染环境和浪费 资源[1,2] 。对于国内外一些以木材为原料的大型制浆造纸企业，如APP金海浆纸、泰格林纸骏泰 浆纸等均是采用旋转窑煅烧白泥再生生石灰，在苛化工序中循环使用。然而以非木材纤维为原 料的制浆造纸企业，由于碱回收过程存在有严重的硅干扰，碱回收白泥不能采用旋转窑煅烧法 再生回用。因碱回收白泥具有生产成本低的优势，回用作造纸填料既可以减少直接排放造成的 固体废弃物污染实现变废为宝，又可以产生很好的经济效益[3,4] 。随着国家日益重视节能降耗 和环境保护，碱回收白泥的综合利用技术将是造纸行业新的利润增长点和实现可持续发展所必 需的，是众多造纸企业迫切需要解决的技术难题。 目前，国内为数不多的造纸企业，如河南新亚纸业、岳阳纸业和中冶银河纸业等，已成功 将碱回收白泥精制处理后用作文化纸填料，但是因碱回收白泥性能逊色于商品PCC ，一般采取 白泥和商品PCC按照一定比例配用[5] 。研究表明，精确控制绿液添加、生石灰活性、反应温度 和时间和消化液制备出文石型CCC，具有很好的应用性能[6] 。我国碱回收白泥的研究主要对已 经生成的碱回收白泥采取研磨解絮匀整粒径和CO2碳化以降低pH ，未涉反应过程的控制。本文 主要分析碱回收白泥的粒径分布与商品PCC 的差别，并通过反应因素的控制来改善白泥性能， 为碱回收白泥技术的进步提供理论依据。 1 实验 1.1 原料与仪器 碱回收白泥、国产商品轻钙、Imerys PCC、临清银河白泥、沅江纸业白泥、绿液、生石灰、 NBKP和LBKP均由湖南某造纸企业提供 美国Beckman LS13230激光粒度分析仪，日立JSM-6380LV扫描电子显微镜 1.2 粒径检测 将碱回收白泥或商品PCC 制备成2%的浓度，粒度仪在使用前应预热半小时，设定好泵速、 模型等相关参数，将待测样品充分摇匀后，用胶头滴管向样品室内逐渐滴加直至所需要的浓度， 按照设定程序进行粒径的测定。 1.3 手抄片的制备 将NBKP 、LBKP 和填料配成浓度0.8%的浆料，每次量取一定体积的浆料，加入0.25% AKD、 0.03% PAM 等，高速混合10s，加入0.3 ％的膨润土再慢速搅拌30s，在抄片器上进行抄片并烘 干，在恒温恒湿室处理4h 以备物理性能检测。 2 结果与讨论 2.1 碱回收白泥的粒径及粒径分布 图1 不同生产线白泥的粒径分布 图2 商品PCC的粒径分布 粒径是填料等矿物原料的重要性能指标，可以反映出其颗粒大小，常用平均粒径或中位粒 径 （D50 ）表示；粒径分布反映的是颗粒分布的集中程度，窄峰形代表粒径分布窄，其性能比 较好。此外，粒径大小还可间接反映物料的比表面积情况，一般来说，平均粒径小的粉体具有 较大的比表面积，若矿物含有较多细小粒径组分，则其具有更大的比表面积。填料是用量仅次 于纤维原料的纸料组分，在抄纸配浆环节添加的，其粒径与湿部留着率和化学品效能的关系密 切，影响着纸机运行性能、生产成本和纸