专利名称：造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸黑液碱回收工艺，特别是一种造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺。它用于造纸黑液的污染治理。
目前，造纸黑液对环境的污染已是举世瞩目的问题。通常治理这种污染的根本途径是进行碱回收。关于较成熟的碱回收技术，在《制浆造纸工艺》(蒋雄翔主编，于1992年2月中国轻工业出版社出版)中有详细的叙述。这种碱回收工艺是先将要液蒸发、燃烧、溶解转化成绿液、澄清，尔后，用过量石灰将绿液苛化，通过苛化反应使绿液中的Na2CO3转化成NaOH(白液)。碱回收的后半部分工序称为绿液苛化。这种碱回收工艺，虽然能消除造纸黑液对环境的污染，并同时回收了烧碱(白液)。但是，仍存在如下的问题。第一，在回收烧碱的同时，产生了大量严重污染环境的废渣——白泥，如一个中等规模的制浆造纸厂，每天就要产生数十吨乃至上百吨的白泥，造成了严重的二次污染。目前，国际上关于白泥的处理；采用的主要方法是将白泥冋烧成石灰循环使用。这种处理方法，设备投资大，能耗高，但经济价值小，而且只适用于木浆厂。对于草浆厂，由于其白泥中硅含量高，若将白泥回烧成石灰循环使用，将会造成硅的积黑，形成碱回收中硅干扰的恶性循环。总之，对于草浆黑液碱回收的白泥及其二次污染的治理，迄今国内、外尚未有适用的技术。目前，我国绝大多数草浆厂，是将草浆黑液碱回收的白泥排入江河湖泊或填充沟洼。这是制约造纸黑液碱回收发展的重要因素之一；第二，苛化后的白液不易澄清；白泥不易沉降、过滤和洗涤，白泥中残碱量高，碱损失大，这主要是由于缘液中的胶状物质被带入到苛化反应体系中所致。
本发明的目的在于提供一种造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，它能使造纸黑液碱回收过程中，避免产生废渣(白泥)，并且在生产出烧碱(白液)的同时，又能直接生产出另一种化工产品——轻质碳酸钙。这样，不仅能从根本上消除造纸黑液的污染，而且能把造纸黑液和石灰完全转变成为造纸所必需的两种重要化工原料。
在造纸黑液碱回收的过程中，由燃烧工段来的浊绿液中，除含有Na2CO3等有用的碱、泥沙和未完全燃烧的炭粒外，还含有金属氢氧化物，如Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2，硫化物，如Fe2S3,FeS以及含硅的化合物等胶体物质。这些杂质如果进入下一步的苛化反应体系，不仅会使白液(烧碱)不易澄清，白泥不易沉淀、过滤和洗涤，从而影响苛化过程的正常进行，而且必然要混杂在苛化反应产生的白色沉淀(CaCO3)中，一旦混进去就很难除去。因此，就必须在绿液进入苛化反应前预先彻底除去，使这些杂质根本就不进入苛化反应体系。
其解决方案是1、在造纸黑液碱回收过程中，于苛化反应前，先将由燃烧工段来的浊绿液进行预处理，除去其中的杂质。绿液预处理过程包括如下步骤(1)、将浊绿液置于绿液预处理器中，加热至80～100℃，边搅拌边加入少量石灰乳，充分搅拌后转入绿液澄清器中澄清。但是，所述的石灰乳和绿液之间应符合如下的规定量即每1m3Na2CO3含量为100克/升的绿液中，如入含CaO为1-5Kg的石灰乳。这样，由于在绿液澄清之前，先将绿液加热，并加入少量石灰乳，在充分搅拌下，通过强烈的表面吸附作用，使绿液中的胶体、炭粒以及其它杂质发生吸付共沉淀，从而起到破坏胶体，加快杂质在澄清器中的沉降速度。(2)、将澄清后的绿液经精细过滤器过滤，以彻底除去澄清后的绿液中尚存在的固态杂质、所得清澈透明的精绿液，置于贮槽中，备苛化用。
2、在苛化反应前，预先将石灰消化成石灰乳，并除去粗石灰渣，然后再将石灰乳过筛，筛网为120-180目，以进一步除去石灰中的杂质。过筛后的精细石灰乳，备苛化用。
3、相继进行两次苛化，分别生产出烧碱(白液)和轻质碳酸钙两种产品。该过程包括如下步骤(1)、将预处理后的精绿液与过量的精细石灰乳按照规定量置于苛化器中，在70-100℃的条件下进行一次苛化，苛化反应为苛化后经过滤分离出的烧碱溶液(白液)送造纸的蒸煮工段使用。
在此过程中，由于石灰乳过量，所以可使绿液中的Na2CO3尽可能完全地转化为NaOH，使Na2CO3的转化率高。
(2)、在一次苛化后滤出的固形物中，加入过量的精绿液进行二次苛化，至固形物中的CaO反应完全后，过滤，滤液返回用于一次苛化，滤出的固形物经洗涤、烘干，粉碎，过筛，即为轻质碳酸钙成品。但是，所述的过量精绿液是指在精绿液中所含的Na2CO3与一次苛化后滤出的固形物中所含尚未参与反应的过量CaO之间应符合的重量份数比值为2.5～20。
在一次苛化后滤出的固形物中，除了苛化反应产生的CaCO3外，还含有未参与反应的过量CaO。当向其中加入过量的精绿液进行二次苛化时，由于体系中是Na2CO3过量，所以可使固形物中的CaO完全参与反应转化成CaCO3。再经过滤、洗涤，除去固形物中夹带的NaOH和Na2CO3等可溶物，即可得到纯净的含水轻质CaCO3，再经烘干等即可得轻质CaCO3成品。二次苛化后的滤出液中除含NaOH外，还含有过量的Na2CO3，所以不能作为白液送至蒸煮工段，而应返回用于一次苛化。
本发明主要是以造纸黑液碱回收过程中的绿液和生石灰为原料，在苛化反应前分别将绿液和生石灰进行预处理，除去杂质，然后再相继进行两次苛化、过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛，从而直接生产出烧碱(白液)和轻质碳酸钙两种产品。与现有的碱回收工艺相比，本工艺不仅无废渣(白泥)产生，无二次污染，省去了白泥回收处理工序，而且在原料，成本均不增加的情况下，除与原工艺生产相同量的烧碱外，同时，还生产出了另一种重要的化工产品——轻质碳酸钙。采用本发明能有效地使造纸黑液碱回收的设备投资和能耗降低，使效益显著提高。
附图
为造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺流程图。
下面结合实施例进一步说明本发明的工艺过程。
实施例1从木浆造纸厂采集由燃烧工段送出的浊绿液，取含Na2CO3212份(重量份数，以下同)的浊绿液，置于预处理器中，加热至90℃，边搅拌边加入含CaO5.6份的石灰乳，充分搅拌后转入绿液澄清器中澄清，将澄清后的绿液过滤，得清澈透明的精绿液，备苛化用。另外取含有效CaO 112份的石灰，经消化并除去粗石灰渣，尔后，过筛(140目)，过筛后的精细石灰乳，备苛化用。
取含Na2CO3106份上述预处理后的精绿液，加入含67.2份CaO的精细石灰乳，放入苛化器内，在90℃条件下进行苛化，反应完成后，经过滤分离出的烧碱溶液(白液)送蒸煮工段。在滤出的固形物中加含106份Na2CO3的预处理后的精绿液进行二次苛化。特固形物中的CaO反应完全后过滤，滤液送去进行下一轮的一次苛化，将滤出的固形物经洗涤，烘干，粉碎，过筛(120目)，即得轻质碳酸钙成品。将所得轻质碳酸钙成品，按照GB4794-84规定的方法进行分析测定，其结果如下CaCO3(干基)97.82％；水分0.26％；筛余物125μm,0；45μm,0.48％；沉降体积3.1ml/g；盐酸不溶物0.089％；游离碱(以CaO计)0.025％；铁0.051％；锰0.0032％。
显然，从分析测定的结果表明，采用本工艺生产出的轻质碳酸钙(CaCO3)，符合GB4794-84所规定的标准。
实施例2从草浆造纸厂采集由燃烧工段送出的浊绿液，其它同实施例1，所得轻质碳酸钙成品，经分析测定，结果如下CaCO3(干基)97.15％；水分0.3％；筛余物125μm,0；45μm,0.46％；沉降体积3.0ml/g；盐酸不溶物0.56％；游离碱(以CaO计)0.058％；铁0.066％；锰0.0045％。
分析测定结果表明采用本工艺生产出的轻质碳酸钙(CaCO3)，除盐酸不溶物略高于标准外，其它均符合GB4794-84所规定的标准。盐酸不溶物略高的原因是因为草浆造纸黑液中硅含量高所致，该产品的质量完全可以满足造纸、橡胶、塑料等工业使用的要求。
权利要求
1.一种造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，包括将黑液蒸发、燃烧、溶解熔融物得到绿液，用石灰将绿液苛化得到烧碱溶液(白液)及产生白泥废渣，其特征在于以下步骤，1)、在进行苛化反应前，先将由燃烧工段来的浊绿液进行预处理，除去其中的杂质。预处理过程的步骤是，(1)、将浊绿液置于预处理器中，加热至80-100℃，边搅拌，边加入少量石灰乳，充分搅拌后转入绿液澄清器中澄清，(2)将澄清后的绿液经精细过滤器过滤，以彻底除去澄清后的绿液中尚存的固态杂质，所得清澈透明的精绿液，置于贮槽中，备苛化用，2)、在进行苛化反应前，预先将石灰消化成石灰乳，并除去粗石灰渣，然后，再将石灰乳过筛，所用筛网为120-180目，以进一步除去石灰中的杂质，过筛后的精细石灰乳，备苛化用，3)、相继进行两次苛化，分别生产出烧碱溶液(白液)和轻质碳酸钙两种产品，该过程的具体步骤是，(1)、将预处理后的精绿液与过量的精细石灰乳按规定量置于苛化器中，在70-100℃的条件下进行一次苛化，经过滤分离出烧碱溶液(白液)，该烧碱溶液送造纸的蒸煮工段使用，(2)在一次苛化后滤出的固形物中，加过量的精绿液进行二次苛化，至固形物中的CaO反应完全后进滤，滤液返回用于一次苛化，滤出的固形物经洗涤、烘干、粉碎、过筛、即为轻质碳酸钙成品。
2.如权利要求1所述的造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，其特征在于绿液预处理中所用的浊绿液和石灰乳之间应符合如下的规定量，即1m3Na2CO3含量约为100克/升的浊绿液中加入含CaO 1-5Kg的石灰乳。
3.如权利要求1所述的造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，其特征在于绿液预处理的加热温度为80～100℃。
4.如权利要求1所述的造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，其特征在于苛化反应的温度为70～100℃。
5.如权利要求1所述的造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，其特征在于进行第二次苛化时加入的过量精绿液，是指在精绿液中所含的Na2CO3与一次苛化后滤出的固形物中所含尚未参与反应的过量CaO之间应符合的重量份数比值为2.5～20。
全文摘要
一种造纸黑液碱回收绿液苛化新工艺，主要是苛化反应前分别将绿液和生石灰进行预处理，除去杂质，然后再相继进行两次苛化和过滤、洗涤等，从而可直接生产出烧碱(白液)和轻质碳酸钙两种产品，且无废渣——白泥产生，避免了二次污染，省去了白泥处理工序，使造纸黑液碱回收的设备投资和能耗降低，效益显著提高。
文档编号C01F11/18GK1239166SQ98109098
公开日1999年12月22日 申请日期1998年6月14日 优先权日1998年6月14日
发明者董学芝, 艾天召, 赵海兰 申请人:艾天召