一种用于纸张涂料的文石型轻钙及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于纸张涂料的轻钙，尤其涉及一种用于纸张涂料的文石型轻钙 及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的不断进步和人民物质文化水平的不断提高，造纸工业发展迅速， 天然植物纤维原纸自身虽然有许多优良特性，但因为其自身的局限性，使其越来越无法满 足人们对纸的性能上的需求。为了提高天然植物纤维原纸的性能，扩大其特殊应用领域，尤 其是在印刷领域的应用，人们发明了涂布纸。涂布纸的制造，简单的说是指在天然植物纤维 原纸之上涂上造纸涂料，经过干燥后使用压光机使得它的表面平滑化，因此原纸与造纸涂 料是左右涂布纸品质的重要因素。其中造纸涂料主要的组成成分是颜料、接着剂和添加助 剂等，而颜料是造纸涂料最重要成分，约占70% -80%。在造纸涂料中使用高品质的颜料的 可以填充、覆盖原纸凹凸不平的表面，提高纸的白度和不透明度，改善纸面的平滑性和光泽 度，使纸面具有均匀良好的油墨吸收性，最后获得良好的印刷效果。所以颜料是决定涂布纸 油墨吸收性、平滑度、光泽度、白度和不透明度等主要印刷性能的基本成分。
[0003]目前在造纸涂料中使用的优质颜料为高岭土，高岭土应用于造纸，能够给予纸张 良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适 性。但中国的高岭土矿一般为煤炭伴生矿，因为其品质差，所以不能用于造纸工业。就目前 开发情况来看，只有广东、广西、安徽、河北的高岭土资源可以用于造纸涂料中，但因我国国 内生产工厂的技术能力有限，加之国内矿带高岭土的含量较低仅有10-20%，而美国、巴西 的高岭土矿含量高达40-60 %，所以国产高岭土无论在产量和性能上都落后于美国、巴西。 [0004] 事实上，我国的造纸涂料用高岭土 90%依赖于进口，且因为造纸涂料进口高岭土 的成本高达2000元/吨，而目前在造纸涂料中被广泛应用的轻钙（即轻质碳酸钙）其使用 量仅次于高岭土，且成本仅为1200-1500元/吨，所以开发高品质的纸张涂料用轻钙来取代 高岭土，成为造纸化学品行业未来的发展趋势。
【发明内容】
[0005] 针对目前造纸化学品行业的现状，本发明提供了一种用于纸张涂料的文石型（也 称为"针棒型"）轻钙及其合成方法。一方面，通过提高文石型轻钙的性能使之优于现有技 术生产的轻钙或高岭土，从而提升涂布纸的品质；另一方面，通过优化文石型轻钙的合成方 法，减少高岭土在造纸化学品行业的使用，节约造纸企业的成本。
[0006] 本发明第一个方面是提供一种用于纸张涂料的文石型轻钙的合成方法，包括：
[0007] 通过石灰石煅烧以后生成氧化钙，氧化钙放入消化池通过硝化作用生成氢氧化 钙，在氢氧化钙的碳化过程中使用相当于生石灰的重量百分比为〇. 01-0. 5%的镁盐和/或 石膏晶须的一种或几种作为晶种，从而得到文石型轻钙浆料，收集产物得到文石型轻钙。
[0008] 其中，根据本发明第一个方面的一种优选实施例，所述的石灰石煅烧优选为：将 石灰石和煤在温度为800-1KKTC的窑内混合煅烧，生成生石灰。其中，所述的煤的用量优 选为石灰石重量的5-10 %，最优选为6. 5-10 % ;所述温度更优选为800-1KKTC，最优选为 930-1050°C，如930°C和1050°C;所述煅烧的时间优选为1-5小时，最优选为1-3小时，如lh 和3h。
[0009] 其中，根据本发明第一个方面的一种优选实施例，所述的硝化作用优选为：消化浓 度是10-35%，水温控制在20-50°C。其中，所述的消化浓度是10-35%，最优选为20-33%。
[0010] 其中，根据本发明第一个方面的一种优选实施例，所述的碳化过程优选为：将 10-35%的氢氧化钙浆料和所述镁盐和/或石膏晶须晶种打入碳化塔中，随后通入净化后 的窑气进行碳化，当碳化至终点后降低进气量，继续碳化10-30分钟，停止碳化。其中，所 述的窑气优选为按照流量为0. 8-2. 5立方/吨浆料/分钟的速度通入碳化塔中，最优选为 0. 8-1. 5立方/吨浆料/分钟；所述的继续碳化时间优选为10-30分钟，最优选为15-20分 钟。
[0011] 其中，根据本发明第一个方面的一种优选实施例，所述的镁盐和/或石膏优选 为氢氧化镁、碳酸镁、硫酸钙的一种或几种的混合物，用量优选为生石灰重量百分比的 0· 01-0. 5%，最优选为 0· 05%和 0· 2%。
[0012] 其中，根据本发明第一个方面的一种优选实施例，还包括对所述浆料进行浓缩的 步骤。其中，所述浓缩可以采用沉淀、过滤、蒸发、透析等方法进行实施，本发明中，优选为采 用沉淀压滤浓缩；所述浓缩后的浆料固含量优选为50-70%，最优选为65 %和70%。
[0013] 其中，根据本发明第一个方面所述的合成方法的技术方案具体如下：
[0014] 1、煅烧过程将煤石比按照0.05-0. 1的比例在窑内混合煅烧，控制煅烧温度在 800~1100°C，生成生石灰，窑炉产生的窑气经净化洗涤回用；
[0015] 2、消化过程使用消化机将生石灰消化，消化浓度按照10-35 %，水温控制到 20-50°C，浆料通过过滤和旋液分离除渣；
[0016] 3、碳化过程中，将10-35 %的氢氧化钙浆料打入碳化塔中，并在碳化池加入相当于 生石灰的重量百分比为0. 01-0. 5%混合晶种，随后通入净化后的窑气进行碳化，其中窑气 按照流量0. 8-2. 5立方/吨浆料/分钟，当碳化至终点后（用pH试纸检定反应液的pH值 到7)降低进气量，继续碳化10~30分钟，停止碳化。
[0017] 4、浓缩过程，将浆料沉淀压滤使之固含量为50-75%，收集产物得到文石型轻钙。
[0018] 本发明第二个方面是提供一种用于纸张涂料的文石型轻钙。
[0019] 其中，所述文石型轻钙优选为采用本发明第一个方面中的任意一种方法制备。
[0020] 其中，所述的用于纸张涂料的文石型轻钙，更优选为：晶体长径比为5-15,更优选 为8-13,更优选为8。
[0021] 其中，所述的用于纸张涂料的文石型轻钙，更优选为：粒度大小分布在 0· 3-3. 0 μ m，更优选为 0· 5-2. 3 μ m。
[0022] 通过所述上述设计，本发明提供的文石型轻钙，可用于铜版纸、轻涂纸、白板纸、白 卡纸和箱板纸等涂布纸生产中。生产出的纸张具有良好的印刷表面强度，优良的纸张光泽 度和印刷光泽度，良好的食品接触安全性。具体突出表现在：
[0023] 1、使用文石型轻钙减少和代替高岭土，在不降低涂布纸质量的情况下，降低纸张 涂料的成本，在当前造纸业行业低迷的情况下，促进了涂布纸的发展；
[0024] 2、在文石型轻钙的合成方法中，可以根据造纸企业的要求和用途，有针对性的调 整轻钙的粒度和长径比等指标，用于帮助造纸企业改善产品；
[0025] 3、在文石型轻钙的生产方法中，通过合理利用生产过程中产生的废气，达到低碳 环保的要求。
【具体实施方式】
[0026] 本发明提供了一种用于纸张涂料的文石型轻钙，其特征在于，所述的用于纸张涂 料的文石型轻钙的晶体长径比为5-15,粒度大小分布在0. 3-3