用于水性悬浮液脱水的组合物和方法与流程

一般而言，本公开涉及从含有矿物的水性悬浮液(水悬浮液)中回收矿物，诸如从kraft制浆工艺中产生的石灰中回收石灰。更具体地，本公开涉及从悬浮液回收矿物的方法，以及包含聚烷氧基化物共聚物、亚烷基胺烷氧基化物和阴离子表面活性剂的组合物，当在任何过滤步骤之前将该组合物添加到矿物悬浮液中时，有助于在矿物悬浮液中用较少的水回收矿物。

背景技术：

1、在矿物存在于水性悬浮液例如kraft制浆悬浮液中的情况下，矿物回收是一项重要的工作。在kraft制浆工艺中的不同点添加组合物以帮助回收与kraft制浆工艺相关的石灰。kraft制浆工艺涉及在高温高压下在“白液”中蒸煮木屑，白液是硫化钠和氢氧化钠的水溶液。白液在升高的温度下化学溶解将纤维素纤维粘合在一起的木质素。存在两种类型的蒸煮系统，即间歇式蒸煮系统和连续式蒸煮系统。大多数kraft制浆是在间歇式蒸煮器中完成的。在间歇式蒸煮器中，当蒸煮完成时，将蒸煮器的内容物转移到通常称为吹气罐的常压罐中。将吹气罐的全部内容物送到纸浆洗涤器，在此将用过的蒸煮液与纸浆分离。然后纸浆经过不同的洗涤阶段，以及可能的漂白，然后被挤压并干燥成成品。蒸煮器的“吹气”不适用于连续式蒸煮系统。

2、将kraft工艺的平衡设计为回收蒸煮化学品。将用过的蒸煮液和纸浆洗涤水合并以形成稀黑液，将该淡黑液在多效蒸发器系统中浓缩至约55％固体。然后在直接接触蒸发器中通过使黑液与来自回收炉的烟道气接触或在间接接触浓缩器中将黑液进一步浓缩至约65％固体。然后将浓黑液在回收炉中燃烧。溶解在黑液中的有机物的燃烧为产生工艺蒸汽且为将硫酸钠转化为硫化钠提供热量。黑液中存在的无机化学物质在炉底部以熔融熔炼物的形式收集。

3、将熔炼物溶解在水中以形成绿液，将绿液转移至苛化槽，在此添加生石灰(氧化钙)以将溶液转化回白液以返回蒸煮器系统。石灰泥从苛化槽中沉淀出来，然后在石灰窑中煅烧以使生石灰再生。然后重新使用生石灰将绿液转化为白色液体。黑液燃烧产生的热量用于过程加热、驱动设备、提供电力等。但是，许多工厂需要的蒸汽比回收炉单独提供的蒸汽要多。因此，通常使用燃烧煤、油、天然气或树皮和木材的传统工业锅炉。

4、在处理石灰泥中的一个重要步骤是从水中分离石灰。这通常使用合适的过滤装置诸如旋转真空转鼓式过滤器来完成。通常，这种类型的过滤器用于在石灰泥进入石灰窑之前对其进行脱水和洗涤。转鼓覆盖有由不锈钢或塑料纤维(通常为150目)制成的筛网，当转鼓转动时，石灰泥饼会在筛网上积聚。将刮刀固定在距筛网固定的距离处。因此，用刮刀去除一定量的石灰泥，在筛网上留下石灰泥层，该石灰泥层作为石灰泥的过滤介质。在过滤期间，随着石灰泥的积聚且用刮刀将其去除，经脱水的石灰泥落入螺旋进料器上，螺旋进料器将其输送到石灰窑的进料端。经脱水的石灰泥通常为约65-75％固体，这要求该“预涂”过滤器的温度至少为约50℃，更通常为约70℃。比这些温度更低的温度会使过滤器容量减少10％或更多。因此，重要的是任何脱水助剂在高于50℃的温度下保持稳定或不发生相分离。

5、在kraft制浆工艺中，通过上述过程将石灰从其浆料中回收并分离，然后将石灰饼用作再苛性碱工艺(re-caustic process)的熔炼物。产生并通过过滤器进行洗涤的石灰淤泥的％干固体因工厂而异。过程中过滤器性能低下会导致石灰窑出现严重的操作问题，诸如石灰窑使用的天然气量增加；炉热耗增加；炉进料泥的干固体减少；使用泥过滤器喷淋器的耗水量增加；trs(总残留硫)化合物的炉排放增加；需要对泥过滤器喷淋器进行更多的清洁。

6、过滤器堵塞的一个负面影响是，由于较小百分比的干泥进入炉，炉中燃料消耗较高，这导致蒸发水所需的能量更大。随之而来的是由于苏打的阻力和通过炉烟囱的trs气体的增加而在炉内形成环状物。这些问题必须由工厂来解决，以一定量或所需的燃料消耗为优先。

7、使用下文所述的组合物和方法导致燃料消耗降低，其中本发明的组合物促进水去除的增加，为炉提供更干燥的淤泥，这转化为降低对更高热量的需求和减少燃料(天然气)消耗。

8、另外，石灰窑是矿物脱水和回收过程进行的场所之一，在此，由于泥中存在硫化钠(na2s)，大部分trs被排放。随着排水的增加，更多水被去除并且因此更多硫化钠被去除，从而导致被排放的trs减少。

9、此外，本方法增加了石灰泥或淤泥的排水，这转化为泥被更好且更快地被洗涤，从而减少了钠化合物的存在并防止形成石块和环状物以及从过程中回收这些化合物。

10、最后，所述组合物和方法为所公开的悬浮液提供了增加的稳定性以适应纸浆厂的苛刻环境，其中温度在零下至50℃变化。

11、持续需要降低制浆工艺中使用的处理化学品的成本和/或环境影响并获得最大益处和努力来降低由上述工艺产生的石灰饼中的水含量，这最终在如上所述的燃烧或窑炉工艺中节省能量。因此，期望找到满足技术进步和不断变化的经济准则的新型改进的方法和配制物。

12、此外，结合附图和该背景技术，本公开的其他期望特征和特性将从随后的详细描述和所附权利要求变得显而易见。

技术实现思路

1、提供了一种用于增强矿物悬浮液脱水的组合物。特别是，所述组合物包含一种或多种聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、一种或多种亚烷基胺烷氧基化物和任选的一种或多种阴离子表面活性剂。所述组合物可以在过滤石灰之前添加到石灰泥分离过程中。

2、此外，提供了一种用于改进含有矿物的水性悬浮液的脱水的方法，其中在任何过滤步骤之前将包含一种或多种聚烷氧基化物共聚物和一种或多种亚烷基胺烷氧基化物的组合物添加到水性悬浮液中；并使水性悬浮液脱水。

3、最后，提供了一种用于在kraft制浆工艺中使石灰泥悬浮液脱水的方法。在任何过滤步骤之前将包含一种或多种聚烷氧基化物共聚物和一种或多种亚烷基胺烷氧基化物的稳定组合物添加到kraft制浆工艺的石灰泥中；和使石灰泥脱水。稳定组合物是当存在水时在约50℃或更高的温度下不发生相分离的配制物。

技术特征：

1.一种用于使矿物和水的水性悬浮液脱水的组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物占总组合物的活性物的约5％至约99％重量并且可以为总组合物的活性物的约20％至约50重量％；并且所述一种或多种亚烷基胺烷氧基化物占总组合物的活性物的约1％至约95％并且可以占总组合物的活性物的约5％至约50％重量。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种亚烷基胺烷氧基化物选自烷氧基化乙二胺、烷氧基化二亚乙基三胺、烷氧基化聚乙烯多胺、烷氧基化丙二胺、烷氧基化丁二胺、烷氧基化己二胺及其组合。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含一种或多种阴离子表面活性剂。

5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述一种或多种阴离子表面活性剂选自脂肪酸、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、磺基琥珀酸盐、脂肪二酸及其组合。

6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述一种或多种阴离子表面活性剂为磺基琥珀酸盐。

7.根据权利要求4所述的组合物，其中所述阴离子表面活性剂占除水之外的总组合物的活性物的约0.5％至约30％重量。

8.根据权利要求1所述的组合物，其中当存在水时所述组合物在约50℃或更高的温度下不发生相分离。

9.根据权利要求1所述的组合物，其中将组合物添加到石灰泥悬浮液中，所述石灰泥悬浮液包含来自kraft纸浆工艺的泥悬浮液。

10.一种使水性悬浮液脱水的方法，其包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述组合物以水性悬浮液的约10ppm至约10,000ppm的量添加并且可以水性悬浮液的约200ppm至约1,000ppm的量添加。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述一种或多种亚烷基胺烷氧基化物选自烷氧基化乙二胺、烷氧基化二亚乙基三胺、烷氧基化聚乙烯多胺、烷氧基化丙二胺、烷氧基化丁二胺、烷氧基化己二胺及其组合。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述组合物还包含一种或多种阴离子表面活性剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一种或多种阴离子表面活性剂选自脂肪酸、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、磺基琥珀酸盐、脂肪二酸及其组合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述一种或多种阴离子表面活性剂为磺基琥珀酸盐。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述一种或多种阴离子表面活性剂占总组合物的活性物的约0.5％至约30％重量并且可以为总组合物的活性物的约1.0％至约5.0％重量。

17.一种使石灰泥悬浮液脱水的方法，其包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述一种或多种聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物占总组合物的活性物的约5％至约99％重量并且可以为总组合物的活性物的约20％至约50％重量，并且所述一种或多种亚烷基胺烷氧基化物占总组合物的活性物的约1％至约95％重量并且可以为总组合物重量的活性物的约5％至约50％重量。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述组合物还包含一种或多种阴离子表面活性剂。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述石灰泥悬浮液来自kraft制浆工艺。

技术总结
本申请提供了用于从矿物悬浮液中回收矿物诸如在Kraft制浆工艺中产生的石灰的组合物和方法。更具体地，所述组合物包含聚烷氧基化物共聚物、亚烷基胺烷氧基化物和任选的阴离子表面活性剂，当组合物添加到矿物脱水工艺中时，有助于矿物的回收。

技术研发人员：刘昭清,S·布雷维列里
受保护的技术使用者：索理思科技开曼公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12