一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法
【专利摘要】一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，包括以下步骤：步骤1，制备多核聚合羟基铝，将铝盐溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至4.0-8.0，静置2-10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅，取澄清后的苛化段绿液倒入烧杯中，加热至90-100℃，然后按照多核聚合羟基铝与绿液的质量-体积浓度为1-15g/L称取步骤1得到的多核聚合羟基铝加入到绿液中，搅拌反应2-10min，过滤；本发明操作简单，反应速率快，除硅效率高，除硅剂用量少，成本低，对绿液pH影响小。
【专利说明】一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于造纸工业【技术领域】，特别涉及一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法。 【背景技术】
[0002]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。
[0003]铝盐在不同的pH下往往以不同的形式存在，当pH小于4.2时，铝盐主要以铝离子 的形式存在，溶液呈现无色透明状，当pH介于4.2与5.5之间时，铝盐以一种特殊聚合物的 形式存在于溶液中，聚合度为6-10的多核聚合羟基铝。当pH介于5.5至8.0时，铝盐以氢 氧化铝的形式存在，和多核聚合羟基铝一样，它也是乳浊液，当PH大于9.0时，铝盐以偏铝 酸根的形式存在于溶液中，溶液变为无色透明。多核聚合羟基铝具有多孔性，吸附性以及快 速反应性，而铝盐直接加入绿液中反应较慢，需要将铝盐研磨来加快反应速率，并且对溶液 pH改变较大。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多核聚合羟基铝绿液除 硅的方法，解决了现有技术铝盐除硅方法中铝盐需用力研磨，改变绿液PH以及沉淀物不够 大的技术问题，本方法多核聚合羟基铝易研磨，简单易操作，反应速度快，除硅率高，沉淀团 大，绿液PH变化很小，无论从除硅剂使用量还是从设备负荷上，都为企业带来了效益。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种多核聚合羟基铝绿液除硅的 方法，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝
将铝盐溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至4.0-8.0， 静置2-10 h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10 h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
取澄清后的苛化段绿液倒入烧杯中，加热至90-100°C，然后按照多核聚合羟基铝与绿 液的质量-体积浓度为l_15g/L称取步骤I得到的多核聚合羟基铝加入到绿液中，搅拌反 应2-10 min,过滤。
[0006]所述的铝盐可以是硫酸铝、氯化铝或硝酸铝。
[0007]本发明的有益效果是:
多核聚合羟基铝的制备反应好控制，制备粉末疏松多孔，比表面积大，易研磨，操作简 单，除硅剂用量少，除硅效果好，多核聚合羟基铝可快速与绿液中硅反应，除硅效率最高可 达90%，并且绿液pH变化很小，并且成本低，可为企业带来效益。
【具体实施方式】
[0008]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0009]本发明所用的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 39.88 g/ L, Na2CO3 97.27 g/ L, Na2S 31.94 g/ L, SiO2 4.36 g/ L，绿 液的pH为12.94。
[0010]实施例1:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至4.0， 静置2h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨即可；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取0.lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌 5min，测硅含量为2.55 g/L，过滤，测得绿液pH为12.90。
[0011]实施例2:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置5h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10 h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取0.lg，倒入100 mL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌5 min，测硅含量为2.41 g/L，测得绿液pH为12.87。
[0012]实施例3:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取氯化铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至
8.0，静置5h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取0.lg，倒入100 mL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌5 min，测硅含量为2.48 g/L,测得绿液pH为12.88。[0013]实施例4:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取硫酸铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至
5.5，静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取0.5g，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度92°C，搅拌 5min，测硅含量为1.17g/L,测得绿液pH为12.80。
[0014]实施例5:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取硝酸铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至
5.5，静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度94°C，搅拌5min， 测硅含量为0.13g/L,测得绿液pH为12.66。
[0015]实施例6:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置2h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度95°C，搅拌5min， 测硅含量为0.22g/L,测得绿液pH为12.69。
[0016]实施例7:
步骤I，制备多核聚合羟基铝
取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；
步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅
将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度100°C，搅拌 lOmin，测硅含量为0.11 g/L,测得绿液pH为12.65。
【权利要求】
1.一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝将铝盐溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至4.0-8.0， 静置2-10 h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10 h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅取澄清后的苛化段绿液倒入烧杯中，加热至90-100°C，然后按照多核聚合羟基铝与绿液的质量-体积浓度为l_15g/L称取步骤I得到的多核聚合羟基铝加入到绿液中，搅拌反应2-10 min,过滤。
2.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，所述的铝盐可以是硫酸铝、氯化铝或硝酸铝。
3.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至4.0， 静置2h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨即可；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取0.lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌 5min，测硅含量为2.55 g/L，过滤，测得绿液pH为12.90。
4.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置5h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10 h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取0.lg，倒入100 mL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌5 min，测硅含量为2.41 g/L，测得绿液pH为12.87。
5.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取氯化铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至8.0，静置5h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取0.lg，倒入100 mL澄清后的苛化段绿液中，保持温度90°C，搅拌5 min，测硅含量为2.48 g/L,测得绿液pH为12.88。
6.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取硫酸铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至 5.5，静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取0.5g，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度92°C，搅拌 5min，测硅含量为1.17g/L,测得绿液pH为12.80。
7.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取硝酸铝12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至PH调节至5.5，静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度94°C，搅拌5min， 测硅含量为0.13g/L,测得绿液pH为12.66。
8.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置2h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨； 步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度95°C，搅拌5min， 测硅含量为0.22g/L,测得绿液pH为12.69。
9.根据权利要求1所述的一种多核聚合羟基铝绿液除硅的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤I，制备多核聚合羟基铝取铝盐12g溶解于水中，搅拌成溶液，缓慢加入氢氧化钠固体颗粒直至pH调节至5.5， 静置10h，倒出上清液，将下浊液放入烘箱干燥10h，研磨；步骤2，多核聚合羟基铝绿液除硅将研磨后的粉末取lg，倒入IOOmL澄清后的苛化段绿液中，保持温度100°C，搅拌 lOmin，测硅含量为0.11 g/L,测得绿液pH为12.65。
【文档编号】D21C11/04GK103498377SQ201310483900
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】林涛, 李雪, 徐永建, 殷学风 申请人:陕西科技大学