[發明專利]氧化鈣、鋁鹽協同綠液除硅方法

無效

• 申請號: 201110338027.8
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102337696A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 徐永建;張永奇;田勇;朱振峰;張美云;張鼎軍;易貽端;郭端華
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21C11/04
• 分類號: D21C11/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于造紙行業的制漿堿回收綠液除硅工藝，具體涉及一種用氧化鈣、鋁鹽協同降低綠液硅含量的方法。

背景技術

非木材纖維造紙原料是我國一種重要可再生纖維的資源，特別是在當今社會環保意識和能源危機意識加強的情況下，正確認識非木材原料在我國制漿造紙方面的重要性和位置是十分必要的。由于非木材纖維原材料自身的特殊原因，半纖維素含量比木材高，雜細胞多，灰分高，二氧化硅約占灰分60％以上，結果造成堿回收過程“硅干擾”問題。“硅干擾”問題主要體現在蒸發、苛化和石灰回收等工段。在蒸發工段，含硅黑液濃縮至30％～40％固形物時，黑液中SiO₂溶解度達到飽和，析出硅垢沉淀在管壁上，影響蒸發效率，增加氣耗。在苛化工段，綠液苛化反應中會有CaSiO₃生成，降低了綠液苛化效率。此外在白泥煅燒生產石灰回用于苛化工段的過程中，白泥中的硅會降低石灰活性，嚴重影響石灰窯的正常操作，另外白泥中的硅會使白泥中殘堿值偏高，由于殘堿物質的熔點比石灰低，在白泥進行煅燒反應之前或者反應的過程中會先熔化，與石灰結成塊狀或者粘附在石灰窯內壁上形成結球、結圈和結環，結果造成石灰窯極容易出現生產故障。研究者針對非木材原料制漿堿回收工段“硅干擾”問題提出了許多的解決辦法，進行了有益的探索，對“硅干擾”的減輕起到了積極作用。所采用的方法有：1、向綠液中通入二氧化碳，即將綠液稀釋到濃度大體為80g/l(以Na₂O計)，然后向綠液中通入二氧化碳，析出硅酸。經過過濾，將硅酸從綠液中分離出來，除硅后綠液通過多效蒸發系統，將其濃度提高到適應苛化操作的需要，再送往連續苛化系統，但是除硅后綠液pH值低，需要將綠液pH值調回到高堿性。2、向綠液中加入石灰，即兩步苛化法除硅技術，即第一步只加30％的石灰進行苛化，產生白泥廠外排放，第二步加70％石灰進行苛化，產生白泥煅燒后回用于苛化，此方法硅去除率為56％，但是第二步苛化所得白泥中還是含有大量硅。另外生成的沉淀粒度細、黏度大，不易從綠液中分離，白泥殘堿值偏高。以上方法均未解決“硅干擾”問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種除硅率可達87％以上，并保證苛化后白泥可用于煅燒回收石灰的氧化鈣、鋁鹽協同綠液除硅方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：在90～100℃向苛化段綠液中加入占苛化所需氧化鈣質量總量10％-30％的氧化鈣反應10～15分鐘后，再加入苛化所需氧化鈣質量總量5％的鋁鹽持續攪拌反應，反應10～15分鐘后，過濾將生成的所有不溶物沉淀從綠液中除去。

所述的鋁鹽為硫酸鋁、氧化鋁、偏鋁酸鈉或氫氧化鋁。

所述的氧化鈣和鋁鹽以固體的形式添加至綠液中。

所述的反應后綠液的硅含量以SiO₂計低于1.55g/l。

所述的苛化生成的白泥殘堿值以NaOH計低于4.35g/l。

本發明在苛化段先加入氧化鈣，使氧化鈣和綠液中的硅酸鹽反應生成硅酸鈣，再加入鋁鹽，降低綠液硅含量的同時，與綠液中的硅酸鈣形成顆粒相對硅酸鈣大的不溶物沉淀，然后從綠液中過濾除去生成的不溶物沉淀，再進行綠液苛化。試驗研究發現綠液中先加入氧化鈣后，氧化鈣會和綠液中的硅酸鹽生成硅酸鈣沉淀，再加入鋁鹽時，鋁鹽會起到兩方面作用：一方面鋁鹽起到除硅的作用，鋁鹽會使硅酸鹽變成硅酸。另一方面起到絮凝劑的作用，在鋁鹽作用下生成的硅酸鈣、硅酸絮聚在一起，從而使生成的不溶物質沉淀顆粒變大，易于從綠液中析出并過濾出來。

具體實施方式

本發明所用綠液取自堿法制漿廠堿回收車間綠液澄清槽，綠液中主要成分碳酸鈉含量為87.81g/l、氫氧化鈉含量為35.26g/l，硅含量11.52g/l(以SiO₂計)。

實施例1：取澄清后的綠液500ml至1000ml燒杯中，用水浴將綠液加熱至95℃的向苛化段綠液中加入占苛化所需氧化鈣質量總量10％的氧化鈣反應10分鐘后，再加入苛化所需氧化鈣質量總量5％的硫酸鋁持續攪拌反應，反應15分鐘后，過濾將生成的所有不溶物沉淀從綠液中除去。反應結束后綠液中硅含量1.47g/l(以SiO₂計)，最終苛化后白泥中殘堿值4.21g/l(以NaOH計)。