[发明专利]一种造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化方法及工艺装置

说明书

技术领域

本发明涉及造纸领域，特别涉及一种造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化方法，以及一种造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化工艺装置。

背景技术

碱法制浆是目前大部分制浆造纸厂(尤其是草类原料制浆造纸厂)中广泛采用的工艺。在碱法制浆造纸的苛化过程中会产生大量的沉淀碳酸钙(白泥)。苛化是将碱法制浆造纸产生的绿液中的Na₂CO₃与Ca(OH)₂发生苛化反应，生成含NaOH白液和含沉淀CaCO₃白泥的反应过程。

与此同时，碳酸钙作为填料和涂布颜料在造纸等工业中的应用日益广泛。随着纸张轻量化发展和现代纸机车速提高，要求碳酸钙具有较高的不透明度以及对成形网较低的磨损。但是传统的苛化工艺生产的白泥存在白度低、形态均匀性差的问题，不能满足需要。现有造纸技术中，一般使用商品碳酸钙作为填料，而对苛化后无需碳化，直接苛化生产沉淀碳酸钙的技术方案鲜有报道。

鉴于造纸行业对高品质碳酸钙的需求不断增加，因此如何提高和改善苛化过程中的沉淀碳酸钙品质，使其主要成分为文石型晶体结构，以满足填料和涂布颜料等的性能要求并取代商品碳酸钙，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化方法，该苛化方法可以促进文石型结构的晶体生长，提高沉淀碳酸钙的品质。

本发明造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化方法，包括以下步骤：

a)将含Ca(OH)₂消化液、含NaOH溶液与文石型碳酸钙晶种混合，混合液依次进入多个苛化罐进行苛化反应，所述各苛化罐中分别流加含Na₂CO₃的绿液；

b)将最后一个苛化罐的反应液进行沉澄分离，得第一白泥浆和一级白液；

c)将所述第一白泥浆与含Na₂CO₃溶液进一步苛化反应，将未反应完全的Ca(OH)₂反应完全，分离第二白泥浆和二级白液。

进一步地，所述步骤b分离的第一白泥浆作为步骤a的混合液中的文石型碳酸钙晶种，所述步骤b分离的一级白液作为步骤a中所述的含NaOH溶液。

进一步地，所述绿液作为步骤c中所述的含Na₂CO₃的溶液。

进一步地，所述苛化罐包括多个，每个苛化罐中流加的Na₂CO₃量按混合液的流动方向依次增加，多个苛化罐流加的Na₂CO₃总量控制为经过所有各个苛化罐苛化反应后，CaO过灰量为0～20％；所述步骤c中第一白泥浆中流加的Na₂CO₃量为理论量的100～120％。

进一步地，所述含Ca(OH)₂消化液消化时的温度为室温～90℃，各苛化罐的苛化温度为室温～100℃，各苛化罐的搅拌转速依次降低。

进一步地，所述绿液由以下步骤形成：

在蒸煮锅中加入草类原料和碱液并进行蒸煮反应，形成草浆和黑液，所述碱液中包含NaOH、Na₂S、蒸煮助剂和留硅剂；

所述黑液浓缩、燃烧、溶解形成绿液。

进一步地，所述绿液还进行预处理，预处理包括将绿液置于预处理器中，加入绿液质量0～5％石灰乳和0～1％聚丙烯酰胺搅拌并澄清，得到预处理后的绿液，其中石灰乳的质量以CaO计。

进一步地，所述留硅剂为钙基留硅剂，所述留硅剂的活性成分至少包括含钙物质，所述含钙物质的质量分数为M，所述留硅剂的活性成分还包括质量分数为0～0.8M的含铝物质，以及质量分数为0～0.5M的含镁物质，其中各质量分数以氧化物计算，所述含钙物质是石灰石或白云石锻烧后的产物，用水洗前述产物，并加入所述含铝物质和/或含镁物质形成乳液留硅剂。

进一步地，所述碱液中包含质量分数为2～18％的NaOH，质量分数为0～2％的Na₂S，质量分数为0～0.2％的蒸煮助剂，质量分数为0.1～5％的留硅剂，所述留硅剂的质量以钙、镁、铝氧化物的总质量计算。

进一步地，所述草类原料与碱液的质量比为1∶1～10，所述蒸煮反应的反应温度为室温～190℃，所述蒸煮反应的反应时间为35～180min。

本发明的另一个目的，还提供一种造纸碱回收制备沉淀碳酸钙的苛化工艺装置，该苛化工艺装置包括：