造紙綠液制備碳酸鈣晶須的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)民用紙量也隨之增加，因此越來(lái)越多的造紙廠(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，造紙工業(yè)也面臨一些很難解決的環(huán)境與資源浪費(fèi)難題。造紙通常分為制漿段、抄紙段、涂布段與加工段，造紙綠液就是制漿段一種非常重要的中間產(chǎn)物，它是堿法制漿黑液經(jīng)提取、蒸發(fā)濃縮、燃燒后得到的熔融物溶解于稀白液或水中形成的，其主要成分為碳酸鈉和一些雜質(zhì)物質(zhì)。為回收寶貴的碳酸鈉循環(huán)進(jìn)入工藝流程以降低成本，通常是向造紙綠液中加入石灰以回收堿，副產(chǎn)物便是白泥。白

2、泥的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣有三種晶型：文石、方解石、球霰石。白泥為方解石型碳酸鈣，其為穩(wěn)定態(tài)斜六方晶型且利用價(jià)值低，文石型碳酸鈣是一種亞穩(wěn)態(tài)的環(huán)境友好材料，形貌為晶須狀，附加利用價(jià)值非常高。本文主要研究造紙綠液合成碳酸鈣晶須，實(shí)驗(yàn)通過(guò) XRD、SEM、ICP及 pH值等分析測(cè)試手段，系統(tǒng)地研究了最佳反應(yīng)參數(shù)、雜質(zhì)的影響及預(yù)處理后的造紙綠液制備碳酸鈣晶須。
　　文石型碳酸鈣晶須是一種亞穩(wěn)態(tài)的碳酸鈣，其生長(zhǎng)結(jié)晶受環(huán)境的影響比較大。因

3、此本論文首先利用分析純?cè)噭?duì)反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行研究，找出最佳的反應(yīng)溫度為80℃、最佳反應(yīng)物加料方式雙滴加、最佳襯底液Ca2+濃度為0.4mol/L、最佳反應(yīng)系統(tǒng)攪拌速度為350r/min，在反應(yīng)液中加入碳酸鈣作為晶種對(duì)產(chǎn)品晶型影響不明顯。
　　本文通過(guò)采用化學(xué)分析的方法確定了造紙綠液中主要成分及主要雜質(zhì)，由于造紙綠液中雜質(zhì)成分復(fù)雜。本文主要采用模擬綠液成分的方法逐一分析研究造紙綠液中雜質(zhì)對(duì)碳酸鈣晶須結(jié)晶的影響。結(jié)果表明，含硫化

4、合物是綠液中含量最多的雜質(zhì)，當(dāng)含硫化合物低于20％時(shí)，產(chǎn)品中文石型碳酸鈣含量均高于75%，且此時(shí)產(chǎn)品碳酸鈣的形貌均勻，長(zhǎng)徑比較為理想。當(dāng)造紙綠液中含硫化合物含量高于30%后，產(chǎn)品的主要產(chǎn)物變?yōu)轭w粒狀的方解石相碳酸鈣。
　　通過(guò)模擬造紙綠液成分的方法得出綠液中的雜質(zhì)物質(zhì)硅對(duì)碳酸鈣的晶型影響較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)模擬造紙綠液中硅的濃度高于0.4g/L時(shí)，產(chǎn)物為顆粒狀的方解石型碳酸鈣。MgO的加入能夠有效地抑制硅對(duì)碳酸鈣結(jié)晶的影響，在反

5、應(yīng)體系中加入0.7g/L的MgO溶液時(shí)，模擬造紙綠液中硅含量為0.4g/L時(shí)，產(chǎn)品中文石相碳酸鈣晶須的含量為76%，當(dāng)模擬造紙綠液中硅含量為0.9g/L時(shí)，產(chǎn)品中仍然有少量的文石相碳酸鈣，只有當(dāng)模擬造紙綠液中硅含量為1.2g/L時(shí)，產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)化為方解石相碳酸鈣。
　　造紙綠液中硅含量較高，直接采用造紙綠液制備所得產(chǎn)品的晶型為方解石型碳酸鈣，在反應(yīng)之前對(duì)造紙綠液進(jìn)行一定的預(yù)處理降低綠液中硅的含量，并且在反應(yīng)過(guò)程加入MgO來(lái)抑制硅的影