硅对草浆碱回收白泥碳酸钙性能影响研究

浆厂碱回收苛化过程中副产物苛化碳酸钙的生产技术杜伟民（编译）【摘要】苛化碳酸钙（CCC）是硫酸盐法制浆苛化过程中产生的一种副产品。

日本制纸（公司）25年前开始将这种CCC用作填料和涂料。

CCC用作填料和涂料的有利条件之一是在制浆厂现场就可以与纸浆一起生产。

另一个优势是可以减少或取消石灰炉的运行．从而减少碳酸钙煅烧的燃油消耗。

此外，可以避免最近已成为大问题的石灰循环过程中非过程元素（nonprocesselements，NPE）的累积。

该文概述了CCC生产技术．阐述了开发的填料和涂料生产技术和形态控制技术，【期刊名称】《造纸化学品》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】4页(P58-61)【关键词】生产技术;碳酸钙;苛化;副产物;碱回收;硫酸盐法制浆;非过程元素;CCC 【作者】杜伟民（编译）【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】TS79苛化碳酸钙（CCC）是硫酸盐法制浆苛化过程中产生的一种副产品。

日本制纸（公司）25年前开始将这种CCC用作填料和涂料。

CCC用作填料和涂料的有利条件之一是在制浆厂现场就可以与纸浆一起生产。

另一个优势是可以减少或取消石灰炉的运行，从而减少碳酸钙煅烧的燃油消耗。

此外，可以避免最近已成为大问题的石灰循环过程中非过程元素（non process elements，NPE）的累积。

该文概述了CCC生产技术，阐述了开发的填料和涂料生产技术和形态控制技术，讨论了CCC生产技术的应用对降低石灰炉运行中的燃油消耗和减少石灰循环过程中的NPE的影响。

日本制纸公司在硫酸盐法制浆的碱回收苛化过程中生产的副产物——碳酸钙（白泥）被称为苛化碳酸钙（CCC），可用作造纸填料。

将这种白泥用作填料/涂布颜料，可以降低在石灰炉里煅烧的白泥量，从而减少石灰炉的燃油使用量。

也可以说，苛化碳酸钙技术的最大优点是填料/涂布颜料的自产化和降低煅烧炉燃油的使用量。

一般来说，苛化过程中副生的白泥白度常常较低，不能达到用作造纸原料的水平，但是该公司通过25年以上的技术研发，已经能够通过苛化工艺生产出与重质碳酸钙同等白度的苛化碳酸钙。

造纸白泥的分解和碳酸盐化特性全世界每年由造纸行业产生数以亿吨的碱回收白泥，国外大型造纸厂多以木浆造纸为主，碱回收白泥一般是返回石灰窑煅烧生产生石灰，在厂内循环使用。

而我国造纸厂以草浆造纸为主，碱回收白泥中元素 Si 含量较高，易与碱性物质发生反应，因此不利于草浆造纸白泥的回收利用。

目前，我国草浆造纸白泥主要直接堆放或填埋，不仅占用大量土地，使土壤变碱性，还浪费资源。

因此，对造纸白泥进行资源化利用是一项极具挑战性的课题。

造纸白泥的主要成分为 CaCO3，可用于工业烟气中 CO2的循环吸收。

国内李英杰等对造纸白泥捕集CO2的特性进行了初步研究，而国外相关研究却鲜见报道。

相对于天然石灰石，造纸白泥本身是需要处理和资源化利用的废弃物，价格低廉、无需开采;同时，其粒径小，无需粉碎处理。

另外，根据白泥的产生过程(Na2CO3+CaO+H2OCaCO3+2NaOH)，其性质类似轻质碳酸钙，由 Ca2+和 CO32-在溶液中沉淀产生，煅烧后获得的 CaO 以中孔结构为主，表现出更好的煅烧/碳酸盐化循环特性。

李英杰等的实验表明，白泥虽然在最初 15 次循环内 CO2的捕集容量不及天然石灰石，但是在15次循环以后，白泥的CO2捕集容量却高于石灰石，并且在经历100 次循环后仍然保持20%的碳酸盐化转化率，而石灰石的碳酸盐化转化率则降至7.5%。

特别是经过水洗预处理之后的白泥，经历 100 次循环后，碳酸盐化转化率仍可保持在 36%，是天然石灰石的4.8 倍。

由此可见，在 CO2的捕集方面，造纸白泥较天然石灰石具有更好的循环稳定性，是具有良好前景的 CO2吸附剂。

李英杰等的研究中，白泥煅烧和碳酸盐化分别采用 15min 和40min，但未提供反应时间选取的依据。

一方面，该时间相对于流化床内物料的停留时间(2～3min)过长，另一方面也延长了白泥经历高温的时间，会促进其烧结而导致性能的降低。

此外，对白泥煅烧和碳酸盐化随时间的变化，以及白泥在流化床的反应时间尺度上能否实现充分分解或者碳酸盐化反应还鲜见报道。

碱回收白泥轻钙技术的开发和优化中国造纸学会第十五届学术年会朱松岭上世纪八十年代以来，国内部分浆纸企业陆续开始碱回收白泥制备轻质碳酸钙技术的探索和研发，至今已有三十多年的时间，具不完全统计，先后约有近二十家纸厂付诸了试生产。

本文以白泥轻钙为主线，对项目的研发和优化过程进行简要梳理，以期引起与会代表的注意和重视，水平有限难免不妥，望请各位专家学者批评指正。

一、碱回收白泥现状碱回收白泥是制浆造纸企业碱回收车间产生的固体废弃物，其主要成分是绿液和石灰发生消化苛化反应后生成的沉淀碳酸钙，呈较强的碱性。

通常纸厂处理白泥只是简单的外运填埋或者墩放，一方面是企业需要投入大量的人力、物力组织场地和运输等，另一方面也对环境，尤其是对土壤和水资源造成很强的二次污染。

草苇蔗竹木多纤维制浆是我国造纸的一大特色，也符合我国的基本国情。

在碱回收白泥治理方面，除白泥轻钙项目技术以外，由于煅烧石灰的成本较高且投资较大，通常并不像国外用以煅烧石灰返回到消化苛化直接回用，同时由于钠碱盐及硅胶等杂质的存在，也不能送电厂进行烟气脱硫以顶替重钙粉。

少数有条件的造纸企业有时能就近送往要求不高的水泥厂或者砖厂来解决部分白泥的出路，而绝大多数企业对待白泥还是采取外运填埋或者直接排放，随着时间的推移和制浆碱回收的不断扩充，由此产生的白泥二次污染将日趋突出，同时也浪费了大量的碳酸钙资源。

二、白泥轻钙开发过程上世纪八十年代末，湖南沅江某纸厂率先尝试碱回收白泥制备填料轻钙，主要是通过延长绿液澄清、简易水洗和跳筛的方式进行回收，期间由于白泥粒度的不匀整以及絮状结构等问题无法克服，最终的回收率仅达到10%左右，引发的成纸掉粉也时有发生。

此后广西、湖北、山东等地又有四五家纸厂相继进行过类似的尝试，也都受阻于相同或者类似的技术瓶颈而基本放弃。

九十年代末，湖南岳阳某大型纸厂在跳筛的基础上，改进试验绿液絮凝、石灰预处理和辅助苛化技术继续探索白泥轻钙，其中：⑴绿液絮凝主要针对于净化绿液提高白泥轻钙的白度；⑵石灰预处理主要针对于改善白泥轻钙的细度和粒度；⑶辅助苛化主要针对于转化白泥轻钙中存在的过量灰。

碱回收绿液除硅及应用的研究张小红【摘要】研究了二氧化碳(CO2)法绿液除硅工艺以及除硅后的白泥应用效果.结果表明,将绿液澄清,控制总悬浮物(TSS)为60 mg/L以下,CO2法绿液除硅的优化工艺条件为:CO2气体流量0.5～1 L/min,反应温度70～90℃,pH值控制在9.8 ～10.2,硫酸铝加入量1.5 g/L.在优化工艺条件下,绿液硅含量从CO2处理前的2.98％降至处理后的0.12％,除硅率可达96％.绿液钠含量(总碱)从除硅前的4.70％降至除硅后的4.56％,说明在保证绿液中主要成分钠含量基本不变的情况下,达到了很好的除硅效果.CO2绿液除硅工艺简单,除硅率高,苛化后的白泥基本不含硅,产生的白泥容易洗涤,残碱量低,提高了白泥的品质.除硅后制得的白泥碳酸钙加填纸的施胶性能、强度指标等与商品PCC(沉淀碳酸钙)加填纸很接近,完全可以替代商品PCC用于纸张加填.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P33-38)【关键词】CO2法绿液除硅;降低残碱;提高洗涤;白泥碳酸钙产品【作者】张小红【作者单位】珉泰克耐火材料系统(苏州)有限公司,江苏苏州,215126【正文语种】中文【中图分类】TS75碱回收系统是碱法制浆过程中不可或缺的重要组成部分，是降低生产成本和减轻环境污染的关键手段[1]，而硅干扰一直以来是碱回收系统的一个棘手问题。

目前来说，硅主要有2种来源：一是来源于非木材纤维浆原料，大多数非木材纤维含硅量较高，在蒸煮过程中，纤维中部分硅化物以硅酸钠的形式溶解于碱性溶液中。

二是有些制浆(如PAMP)碱回收工艺中会存在2%～3%的硅酸钠稳定剂，黑液燃烧后生成的熔融物溶于水中形成绿液，在绿液中二氧化硅以硅酸钠形式存在。

绿液苛化时，硅酸钠遇氢氧化钙形成的硅酸钙是一种混合在白泥中的胶状絮体，导致白泥洗涤困难，白泥残碱量高，碱流失大。

绿液中硅含量大小直接影响苛化白泥产品碳酸钙的质量和碱回收率。

麦草浆碱回收绿液除硅研究麦草浆碱回收绿液除硅研究1. 引言硅是纸浆生产中主要的杂质之一，其存在会影响纸质的均匀度和强度。

因此，纸浆生产中除去硅的过程非常重要。

目前，麦草浆碱回收绿液成为一种环保和经济有效的方式来除去纸浆中的硅。

本文旨在探讨麦草浆碱回收绿液除硅的研究进展和影响因素。

2. 麦草浆碱回收绿液除硅的原理麦草浆碱回收绿液除硅是通过将麦草浆浸泡在碱性环境中，利用麦草中的在硅酸盐反应下生成的碱性硅酸盐，将水中的硅离子结合生成不溶于水的沉淀物，从而实现除硅的目的。

3. 实验方法为了研究麦草浆碱回收绿液除硅的效果，我们进行了一系列实验。

首先，收集麦草并进行干燥和磨碎；然后，将磨碎后的麦草与绿液混合，控制碱性环境的pH值；最后，通过离心和过滤等步骤将沉淀物分离并测量其质量。

实验中还考虑了温度、浸泡时间和麦草用量等因素的影响。

4. 结果与讨论实验结果表明，在碱性环境下，麦草浆碱回收绿液能有效去除水中的硅。

草质中的碱性物质能与水中的硅离子生成不溶性沉淀物，从而降低硅含量。

实验结果还显示，较高的温度、较长的浸泡时间和适量的麦草用量有利于提高除硅效果。

此外，碱性环境的pH值也对除硅效果有一定的影响，过高或过低的pH 值都会降低除硅效率。

5. 影响因素分析麦草浆碱回收绿液除硅的效果受多种因素影响。

首先，麦草的含水率和麦草用量直接影响了反应中碱性物质对硅离子的结合程度，因此需根据实际情况确定合适的干燥和用量。

其次，温度和浸泡时间会影响麦草中的活性成分溶解度，过高或过低的温度和浸泡时间都会降低除硅效果。

最后，碱性环境的pH值直接决定了碱性硅酸盐的生成和水中硅离子的结合情况。

6. 结论麦草浆碱回收绿液除硅是一种环保和经济有效的除硅方式。

实验结果表明，在合适的温度、浸泡时间、麦草用量和pH值条件下，麦草浆碱回收绿液能有效去除纸浆中的硅。

未来的研究还可以探究麦草浆碱回收绿液除其他杂质的效果，并优化操作条件，提高除硅效率。

利用碱回收利用碱回收‘‘白泥白泥’’制备轻质碳酸钙的技术开发关键词：碱回收白泥；绿液提纯；消化增白；定向研磨；轻质碳酸钙，技术开发1、问题的提出国务院环保委员会1989年就颁发了《关于防治造纸行业水污染的规定》，要求现有大、中型制浆造纸企业，在1995年以前分期分批配套采用碱回收技术，同时必须妥善处理‘白泥’。

‘白泥’是造纸工业在煮浆流程中采用碱回收技术处理后的副产品，是碱回收苛化反应过程中产生的沉淀物，其化学原理是盐与碱反应生成的另外一种盐，主要成分是CaCO 3，因其带有残碱，故属于二次污染物，外排会造成环境污染，也不能直接回收利用。

开发‘白泥’用作造纸工业的填涂料、塑料填料、建材填料等技术，是《轻工业资源综合利用技术政策》重点鼓励开发技术之一。

本工艺技术的开发，确保简单、节能利用纸厂碱回收处理的副产品制备填料级轻质碳酸钙，直接用于造纸，既充分利用资源，符合循环经济的要求，又加强了环境保护，有着显著经济效益和社会效益。

2、‘白泥’的处理方法及现状2.1我国造纸原料的特点我国的木材资源比较匮乏，草类资源却丰富且低廉，所以造纸原料以非木材纤维为主，并且在今后相当长的时期内，维持一定数量的草浆、竹浆、苇浆、蔗渣浆，这是我国造纸特点，也是客观实际情况。

但对于造纸工业，草浆与木浆相比明显存在许多缺点和不足，如纤维短，含硅量高，黑液粘度大，致使吨浆污染负荷高，环境治理困难等，同时也制约和影响了造纸行业的健康发展。

2.2‘白泥’的处理方法目前，针对‘白泥’的处理方法主要有煅烧法、水洗法和化学法。

对于木浆造纸，煅烧法技术已经相当成熟，只是成本相对很高，技术经济上不划算。

而对于草浆类造纸工艺来说，因为苛化反应后的‘白泥’中含有过多硅酸盐杂质，在技术上很难通过煅烧法实现回收利用。

水洗法就是将苛化工段排出的‘白泥’经过数道水洗、碳酸化及过滤等工序除去其中的残碱、过量的CaO 及大部分杂质以实现回收利用。

化学法因为需要填加化学助剂，参数难于控制而且造价又比较高，工业生产很少采用。

造纸碱回收白泥制备轻质碳酸钙技术一、技术发展过程以高附加值资源化治理为目标，碱回收白泥制备轻质碳酸钙技术早在二十年前国内就开始摸索，上世纪八十年代湖南沅江率先试验绿液提纯和碳酸化技术回收白泥制备填料碳酸钙，但由于白泥粒度的不匀整以及絮状结构等问题始终无法克服，最终白泥过筛的回收率仅达到10%的水平，同时受白泥微观结构的影响，配抄成纸后印刷掉粉掉毛现象时有发生；九十年代湖南岳阳改进试验石灰预处理和二次苛化技术，主要针对于改善白泥的粒度和微观结构，但也终因对原有生产工艺的过于限制而造成苛化工段紊乱失调，最后也回到了简单过筛进行回收；此后在广西、山东和湖北等地也都是一试即停。

三喜矿机公司在湖南沅江开始就白泥制备轻质碳酸钙的瓶颈技术─解絮、除杂、微细化和粒度规整进行了大量的正交试验分析和深入研究，期间又借助德国先进的塔磨机理论，历时半年多时间，十月份终于在RWM-135T试验机基础上取得实质性突破，并同步完成了白泥专用砂磨机图纸的修订和国产化工作，四个月后首批SPM-300B型磨机顺利交付沅江并投入运行，回收白泥基本能全部通过325目筛，同时也彻底解决了白泥填料用于抄纸以来一直存在的影响成纸表面强度的问题，其选择性研磨及定向除杂技术也使白泥成品白度提高了3%以上，与填加商品碳酸钙相比，其抄造首程留着率略有提高，成纸的各项主要性能指标也均在标准允许的范围之内。

二、项目推广情况廊坊市三喜矿业集团控股成立廊坊市三喜环保高新技术有限公司，主要从事《白泥回收工艺》、《白泥制备轻质碳酸钙》发明专利技术的优化和推广；十月份承接山东桓台某纸业股份公司的白泥制备填料碳酸钙项目。

次年四月份承接湖南岳阳某纸业股份公司原有白泥制备填料碳酸钙项目的技术改造；五月份承接河南漯河某纸业股份公司的白泥制备填料碳酸钙项目。

接下来一年，二月份承接山东兖州某纸业股份公司的白泥制备填料碳酸钙项目。

三、可行性分析1. 白泥轻钙成品指标细度： 500 mesh 白度： 90 %D98粒径： 25 μm D50粒径： 4 μm沉降体积： 3.0 ml/g 325目筛余物： 0.05 %木浆主含量： 98 % 草浆分子硅： 3～5 %PH 值： 9.0～10.5 游离碱： 0.2 %2. 白泥轻钙成本构成单位：元/干吨序号项目单价浆料成本干粉成本1 清洗水 1.00元/吨 20.00 10.002 电 0.50元/度 30.00 60.003 增白剂 10.00元/kg 20.00 10.004 稳定剂 5.00元/kg 50.00 50.005 煤 0.50元/kg 90.006 管理费 30.00 30.00合计 150.00 250.003.效益分析碱回收白泥制备轻质碳酸钙项目属于典型的变废为宝循环利用，完全符合国家清洁生产和废物利用等方面的政策和导向，从生态角度、社会角度和经济角度都具有显著的效益和优越性。

碱法麦草浆碱回收白泥应用性能的初步研究草浆黑液碱回收苛化过程中产生的白泥，由于存在硅干扰的问题，难以采用常规回收石灰的方法进行处理，致使白泥二次污染成为不容忽视的一个重要问题。

多年来，人们对草浆白泥的综合利用技术进行了广泛的研究工作，例如应用于油田、涂料、塑料泡沫制品、轻钙制品等的加填，但由于用量有限，似乎开发利用价值不大，而且受制于其他行业程度较大。

将白泥进行精制加工处理以提取碳酸钙，应用于抄纸过程中的加填，为白泥的综合利用提供了新的思路。

国内沅江造纸厂、岳阳纸厂已经成功地将碱法荻苇浆白泥用于胶印书刊纸和双胶纸的加填，各项物理指标均达到质量标准。

麦草浆碱回收白泥提取碳酸钙用于纸张加填尚无研究的先例，根据我公司麦草浆的生产现状及发展趋势，结合廊坊三喜公司的研磨技术，造纸研究所从2003年元月以来，对碱法麦草浆碱回收白泥作为造纸填料的应用技术进行了初步的研究。

1、精制白泥检测1.1 精制白泥检测结果（范围）1.2 检测结果说明：1.2.1 华泰白泥是廊坊三喜公司从公司取回白泥在实验室小样处理后的白泥。

1.2.2 沅江白泥是廊坊三喜公司从沅江纸业取回的已处理后白泥。

1.2.3 滑石粉是据高白度滑石粉检测结果记录。

1.2.4 轻钙是据国产轻钙检测结果记录。

1.3 检测结果分析：1.3.1 从外观上分析，白泥的外观，无论是沅江白泥，还是华泰白泥都有少量黑色杂质。

因为取样和试验品未经过筛处理，所以中试白泥如果经过筛处理，杂质可能要少。

1.3.2 从白度分析，沅江的白泥和华泰的白泥的白度都比不上轻钙和滑石粉的白度，尤其是华泰的白泥白度，可能是水洗不够，如果经充分洗涤和过筛处理，白度还可提高，但送来样品的白度至少可以代替低白度滑石粉。

1.3.3 从固含量分析，精制白泥的固含量将要求控制在15-20％，表中所列固含量仅表示样品的固含量，中试白泥固含量应该易于控制。

1.3.4 从氧化钙含量分析，华泰白泥氧化钙含量较高，经过我们实验室通入充足的CO2后，氧化钙含量可降低至沅江白泥水平。