[发明专利]沉淀碳酸钙制备生产过程中的脱碱及除杂净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉淀碳酸钙生产领域，具体涉及造纸化工中碱回收白泥碳酸钙再生回用领域。

背景技术

造纸工业碱回收过程中，黑液燃烧后的熔融物溶解于稀白液或水中所形成的绿液，主要成分是碳酸钠，或者碳酸钠和硫化钠(硫酸盐法)，含有少量造成绿色的二价铁盐、二价锰盐等金属杂质。绿液用石灰苛化，回收氢氧化钠，副产的沉淀碳酸钙白泥中含有部分NaOH、Na₂CO₃、Ca(OH)₂等残碱，以及铁、锰等金属杂质。所述碳酸钙白泥中的残碱通常较难洗涤，若不经彻底洗涤即排入自然环境中，则会造成污染环境；若经过充分水洗，也仅能去除残碱，铁、锰等金属杂质因不溶于水而无法洗去，所得碳酸钙白度不好，用途有限，价格也上不去。因而，如何将绿液苛化副产碳酸钙白泥的生产工艺加以改进，生产出残碱低，铁、锰等金属杂质含量低，白度高，有附加值的碳酸钙产品，是本行业的一个技术问题。

中国专利98109098.2公开了一种造纸黑液碱回收绿液苛化工艺，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，无废渣白泥产生，避免了二次污染，省去了白泥处理工序。

中国专利02104836.3公开了一种改进的造纸黑液碱回收工艺，在传统碱回收苛化工序增设绿液和石灰净化处理，改变工艺条件并进行两步苛化，避免了废渣白泥的产生，不需要白泥回收处理，而且在回收碱的同时还能直接生产出2μm以下粒径≥50％的涂布纸用碳酸钙，2μm以下粒径≥90％的中性施胶造纸用碳酸钙，以及平均粒径<1μm的微细碳酸钙等粒径大小不同的系列沉淀碳酸钙产品。

中国专利201210138982.1公开了一种利用木浆硫酸盐法制浆碱回收绿液制备白泥碳酸钙的工艺，包括以下步骤：(1)绿液纯化：(2)生石灰纯化：(3)绿液预苛化：(4)绿液苛化。该工艺借助于所述绿液纯化助剂来掩蔽绿液中的大部分二价铁离子，再通过生石灰纯化剂来掩蔽生石灰中三价铁离子，抑制生石灰中三价铁离子与绿液中二价硫离子的反应，使苛化过程中二价铁的氢氧化物或硫化物生成量降低，从而得到了高白度的白泥碳酸钙。

上述中国专利所公开的工艺，主要是通过在碳酸钙沉淀前，先将绿液进行第一步苛化除去铁、锰等会造成碳酸钙白度不好的金属杂质，得精制绿液，再用精制绿液进行第二步苛化生产出烧碱(白液)和轻质碳酸钙两种产品。中国专利201210138982.1的工艺还采用绿液纯化助剂来掩蔽绿液中的大部分二价铁离子，以及通过生石灰纯化剂来掩蔽生石灰中三价铁离子，工艺尤其繁琐，成本较高。

工业上，为去除碳酸钙白泥中的残碱，也常用CO₂、盐酸等酸性原料中和到接近中性，但存在两个问题，一个是由于钠离子的存在，碳酸钙产品的PH值不能稳定，会出现重新升高的现象，第二个问题是这些物质对碳酸钙体系中影响碳酸钙亮度的金属离子没有任何作用，不能提高碳酸钙的亮度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉淀碳酸钙制备生产过程中的脱碱及除杂净化方法，解决了传统白泥PH值稳定过程采用烟气二氧化碳(CO₂)、草酸、磷酸降低PH值，但无法稳定轻质碳酸钙产品的PH值，也无法提高碳酸钙产品的亮度的问题，本发明技术方案既能有效脱碱降低和稳定白泥再生的轻质碳酸钙产品的PH值，又能利用在去除残碱时产生的中间物质有效去除碱回收苛化白泥中由于原料石灰、碳酸钠中带来的金属离子杂质，包括铁离子Fe³⁺、Fe³⁺、镁离子Mg²⁺、锰离子等金属离子，提高白泥再生的轻质碳酸钙的亮度(白度)和产品的纯度。

苛化法轻质碳酸钙(造纸化工碱回收白泥碳酸钙)的生产过程如下：

外购石灰石经煅烧成CaO，加水生成Ca(OH)₂乳液，Na₂CO₃(绿液)进行苛化反应生成CaCO₃沉淀，另一产品NaOH可外销。

CaCO₃(煅烧)→CaO+CO₂↑

CaO+H₂O→Ca(OH)₂

Ca(OH)₂+Na₂CO₃→2NaOH+CaCO₃↓