一种白泥碳酸钙晶须的制备方法
【专利摘要】本发明属于造纸工业中固体废弃物——碱回收白泥的回收利用，具体涉及到一种白泥碳酸钙晶须的制备方法。本发明通过生石灰与部分净化绿液在温度为60～100℃条件下反应形成晶核溶液，部分绿液经过碳化后再与晶核绿液在60～100℃下反应30～120min，保温30min后经过过滤洗涤制得白泥碳酸钙晶须。本发明制得白泥碳酸钙晶须，不仅不会对现有生产过程控制和碱回收效率产生明显影响，而且明显提升碱回收白泥碳酸钙的品质和应用性能，有助于造纸工业的可持续发展并实现节能减排的目的。
【专利说明】
一种白泥碳酸钙晶须的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于造纸工业中固体废弃物一一碱回收白泥的回收利用，具体涉及到一种 白泥碳酸钙晶须的制备方法。
【背景技术】
[0002] 碳酸钙晶须是一种环境友好型材料。其长径比较大，类似于短纤维，是一种优良的 增强增韧材料；同时，其长度较短，具有优良的加工流动性，所得的制件表面光洁度高，而且 原料来源广泛、价格低廉，因此在塑料、造纸和涂料等领域中都拥有广阔的应用前景。
[0003] 目前，国内外合成碳酸钙晶须较常用的方法有:可溶性钙盐与碳酸盐反应制备法， 碳酸氢钙水热分解法，尿素水解法，Ca(0H)2-C02气液反应合成法。现有这些制备碳酸钙晶须 方法中，其制备碳酸钙晶须的原理都是利用的不可逆化学反应生成碳酸钙。本发明则是基 于制浆白泥碱回收特定的反应系统而提出的一种制备碳酸钙晶须的方法，可溶性的碳酸钠 与氧化钙反应生成碳酸钙。本发明与目前常用的方法存在以下几方面的区别：（1)合成碳酸 钙的反应属于可逆化学反应；（2)本发明是基于制浆白泥碱回收系统，反应体系中不仅含有 用于实际反应的碳酸钠，还含有大量的氢氧化钠和硅酸钠，经过深度净化的绿液中硅含量 一般在3~12%之间，苛化度在15~30%之间。在这种多组分体系且为可逆反应的条件下如 何获得理想的晶须碳酸钙，未见相关文献报道。
[0004] 本发明是在已有发明"一种文石型白泥碳酸钙的制备方法"（专利申请号 201410510818.8)基础上做的技术改进和优化。发明专利201410510818.8提出的是获得具 有一定晶型的白泥碳酸钙的制备方法，本发明在此发明的基础上进行了一定的技术改造和 优化，是一种基于制浆白泥碱回收系统的碳酸钙晶须的制备方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，旨针对制浆白泥的特定制备条件，提出一种白泥碳酸钙晶须的制 备方法，采用该方法获得的白泥碳酸钙晶须，不仅可以提高白泥碳酸钙应用性能，而且不会 对现有生产过程控制和碱回收效率产生明显影响。
[0006] 为实现本发明目的，所采用的技术方案是：
[0007] 1)生石灰或熟石灰添加到经过净化的部分绿液中，在搅拌条件下直接反应形成晶 核溶液，此时绿液用量为全部反应用量的15~50%、绿液浓度为50~100g/L，以NaOH计，在 此过程中添加晶型控制剂，晶型控制剂为氯化镁、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中的一种或两 种混合，晶型控制剂的用量为〇~5.0%，对全部所用绿液理论制备的碳酸钙量计，反应时间 为20~60min，反应温度为60~100°C ;生石灰和熟石灰粉末纯度大于等于80%，以质量百分 比计；
[0008] 2)未参与晶核反应绿液的碳化，此时被碳化绿液量为全部反应用量的50~85%， 碳化至绿液的苛化度为0~10% ;
[0009] 3)在晶核溶液中，连续加入经过碳化的绿液，绿液浓度为100~160g/L，以NaOH计， 绿液加入速率的控制以保证绿液在30~120min内完成加入，反应温度为60~100 °C，绿液加 入结束后保温30min，保温结束后经过过滤洗涤处理制得白泥碳酸钙晶须。
[0010] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0011] 多组分体系且为可逆反应的条件下获得理想的晶须碳酸钙。对现有碱回收系统的 适应性强，不会明显影响碱回收效率，所得白液苛化度在80~93 %，白液浓度为90~125g/ L，以NaOH计。所制得的白泥碳酸钙的晶须长径比为10~25、长度25μπι左右，明显提升碱回收 白泥碳酸钙的品质和应用性能，有助于造纸工业的可持续发展并实现节能减排的目的。
【附图说明】
[0012 ]图1、实施例1制备的白泥碳酸钙晶须的扫描电镜(SEM)照片。
[0013 ]图2、实施例2制备的白泥碳酸钙晶须的扫描电镜(SEM)照片。
[0014] 图3、实施例3制备的白泥碳酸钙晶须的扫描电镜(SEM)照片。
[0015] 实施方式
[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0017] 实施例！
[0018] 1)在1.0L的反应容器中，加入120mL浓度为70g/L的净化绿液，以NaOH计，其中绿液 苛化度为45 %，然后加入磷酸氢二钠0.9g，在开动搅拌条件下一次加入21.58g的生石灰，生 石灰的纯度为93.6%。控制反应温度为95°C，反应30min后形成晶核溶液。
[0019] 2)未参与晶核反应绿液的碳化，此时被碳化绿液量为全部反应用量的65 %，体积 为230mL，未碳化时绿液浓度为130g/L，以NaOH计，其中绿液苛化度为25 %，向该绿液中以 0.31711^11的速率通入二氧化碳，直至绿液的苛化度为5.5%。
[0020] 3)在晶核溶液中，连续加入上述经过碳化的绿液，绿液加入速率为7.5mL/min，反 应温度为95°C，绿液加入结束后保温30min，保温结束后经过过滤洗涤处理制得白泥碳酸钙 晶须。所得白液苛化度，白液浓度，晶须长径比和晶须长度见表1。
[0021] 实施例2
[0022] 1)在1.0L的反应容器中，加入250mL浓度为60g/L的净化绿液，以NaOH计，其中绿液 苛化度为50 %，在开动搅拌条件下一次加入44.45g的生石灰，生石灰的纯度为93.6 %。控制 反应温度为95°C，反应30min后形成晶核溶液。
[0023] 2)未参与晶核反应绿液的碳化，此时被碳化绿液量为全部反应用量的66 %，体积 为500mL，未碳化时绿液浓度为130g/L，以NaOH计，其中绿液苛化度为20 %，向该绿液中以 0.31711^11的速率通入二氧化碳，直至绿液的苛化度为8.5%。
[0024] 3)在晶核溶液中，连续加入上述经过碳化的绿液，绿液加入速率为10.0 mL/min，反 应温度为95°C，绿液加入结束后保温30min，保温结束后经过过滤洗涤处理制得白泥碳酸钙 晶须。所得白液苛化度，白液浓度，晶须长径比和晶须长度见表1。
[0025] 实施例3
[0026] 1)在2.0L的反应容器中，加入400mL浓度为55g/L的净化绿液，以NaOH计，其中绿液 苛化度为65 %，然后加入磷酸氢二钠3.87g，在开动搅拌条件下一次加入96.9g的生石灰，生 石灰的纯度为89.8%。控制反应温度为85°C，反应30min后形成晶核溶液。
[0027] 2)未参与晶核反应绿液的碳化，此时被碳化绿液量为全部反应用量的73%，体积 为11 OOmL，未碳化时绿液浓度为130g/L，以NaOH计，其中绿液苛化度为18 %，向该绿液中以 0.31711^11的速率通入二氧化碳，直至绿液的苛化度为10%。
[0028] 3)在晶核溶液中，连续加入上述经过碳化的绿液，绿液加入速率为18mL/min，反应 温度为85°C，绿液加入结束后保温30min，保温结束后经过过滤洗涤处理制得白泥碳酸钙晶 须。所得白液苛化度，白液浓度，晶须长径比和晶须长度见表1。
[0029] 表 1
[0030]
【主权项】
1. 一种白泥碳酸钙晶须的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 生石灰或熟石灰添加到经过净化的部分绿液中，在搅拌条件下直接反应形成晶核溶 液，此时绿液用量为全部反应用量的15~50%、绿液浓度为50~100g/L，以NaOH计，在此过 程中添加晶型控制剂，晶型控制剂为氯化镁、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中的一种或两种混 合，晶型控制剂的用量为0~5.0%，对全部所用绿液理论制备的碳酸钙量计，反应时间为20 ~60min，反应温度为60~100°C ; 2) 未参与晶核反应绿液的碳化，此时被碳化绿液量为全部反应用量的50~85%; 3) 在晶核溶液中，连续加入经过碳化的绿液，绿液浓度为100~160g/L，以NaOH计，绿液 加入速率的控制以保证绿液在30~120min内完成加入，反应温度为60~100°C，绿液加入结 束后保温30min，保温结束后经过过滤洗涤处理制得白泥碳酸钙晶须。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生石灰纯度大于等于80%，以质量 百分计。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过碳化处理后绿液的苛化度为0~10 %。
【文档编号】C30B7/14GK105839173SQ201610165008
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】苏艳群, 刘金刚
【申请人】中国制浆造纸研究院