[發明專利]氧化鈣、二氧化碳及含鋁化合物協同綠液除硅方法

無效

• 申請號: 201210071063.7
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102619123A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 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，具體涉及一種氧化鈣、二氧化碳及含鋁化合物協同綠液除硅方法。

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

本發明的目的在于提供一種氧化鈣、二氧化碳及含鋁化合物協同綠液除硅方法。

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苛化所需氧化鈣質量總量10-25％的氧化鈣反應10～15分鐘，然后通入二氧化碳使綠液的pH值降至≤12.5，然后再加入苛化所需氧化鈣質量總量1.5～2％的含鋁化合物，持續攪拌反應10～15分鐘后將生成的不溶物沉淀從綠液中過濾除去。

所述含鋁化合物為硫酸鋁、氫氧化鋁、氧化鋁或偏鋁酸鈉。

所述攪拌反應后綠液的硅含量以SiO₂計低于0.48g/L。

所述苛化生成的白泥殘堿值以NaOH計低于1.62g/L。

本發明提供一種氧化鈣、二氧化碳及含鋁化合物協同降低非木材纖維原料制漿苛化段綠液硅含量的方法，即在苛化段綠液中先后加入氧化鈣與二氧化碳以及硫酸鋁、氧化鋁、氫氧化鋁或偏鋁酸鈉，反應過程溫度90～100℃，反應過程中用攪拌器持續攪拌，反應時間25～35分鐘，反應結束后過濾除去不溶物沉淀，該方法除硅率可達96％以上，并保證苛化后白泥可用于煅燒回收石灰試驗。

實驗研究發現綠液中先加入氧化鈣后，氧化鈣會優先和綠液中的硅酸鹽生成硅酸鈣沉淀。向綠液中加入含鋁化合物，其會起到兩方面作用：一方面含鋁化合物起到除硅的作用，含鋁化合物會降低綠液pH值使硅酸鹽變成硅酸或硅鋁酸鈉；另一方面起到絮凝劑的作用，在含鋁化合物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。

而含鋁化合物降低綠液硅含量的效率和綠液的pH值有關，不同pH值的綠液，在相同的含鋁化合物加入量下，pH值低的綠液，加入含鋁化合物后的除硅效率高。本發明通過通入二氧化碳降低綠液pH值，而通入二氧化碳除過產生上述作用外，還可使得綠液中的硅酸根離子產生縮合，形成高聚態的硅酸根離子，易于吸附在已生成的硅酸鈣或碳酸鈣顆粒上，從而也起到了降低綠液硅含量的作用。

從而本發明通過通入二氧化碳實現了含鋁化合物的加入量降低至1.5～2％，并實現較高的除硅效率，由于二氧化碳可來自于工廠的煙道氣，其價格遠低于含鋁化合物的價格，使本發明所述方法更具經濟上的可行性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。