[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用制漿黑液木素調(diào)控碳酸鈣晶體顆粒生長(zhǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310369253.1
• 申請(qǐng)日: 2013-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103435082A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;姚菊明;彭國(guó)華;馬東旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01F11/18
• 分類(lèi)號(hào): C01F11/18
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 肖承云;徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用有機(jī)質(zhì)調(diào)控碳酸鈣晶體顆粒生長(zhǎng)的方法，特別涉及一種利用制漿黑液木素調(diào)控碳酸鈣晶體顆粒生長(zhǎng)的方法，屬于制漿造紙工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

碳酸鈣是地球上儲(chǔ)量最豐富的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)之一，具有價(jià)廉、無(wú)毒、無(wú)刺激、色澤好和白度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于造紙、塑料、涂料、陶瓷、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域。碳酸鈣屬于多型晶體，有方解石型、文石型和球霰石型，普通碳酸鈣以最穩(wěn)定的方解石型存在，在某些晶型控制劑的作用下，碳酸鈣往往會(huì)以方解石外的其它晶型存在。在普通的碳化過(guò)程中，由于立方形的碳酸鈣表面能較低，在自然界最穩(wěn)定，所以在通常情況下，碳化法得到的是立方形的方解石碳酸鈣晶體。

不同行業(yè)對(duì)碳酸鈣的形態(tài)有不同的需求，目前工業(yè)上普遍采用碳化法生產(chǎn)碳酸鈣，若要滿足各行業(yè)對(duì)不同晶型碳酸鈣產(chǎn)品的需求，則必須采用晶型控制的手段，控制碳酸鈣的結(jié)晶過(guò)程，以生產(chǎn)出不同晶型形貌、尺寸大小的產(chǎn)品。

然而目前，調(diào)控制備特定晶形碳酸鈣的方法，研究和應(yīng)用較多的為仿生礦化法，該方法主要采用明膠物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、氨基酸等）和淀粉作為模板劑，礦化合成不同晶型的碳酸鈣，存在制備工藝復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)來(lái)源成本高，反應(yīng)條件不易控制等問(wèn)題。在特定晶形碳酸鈣的調(diào)控制備領(lǐng)域，中國(guó)專(zhuān)利（CN101538059）“一種超結(jié)構(gòu)文石碳酸鈣晶體的制備方法”通過(guò)向親水性聚合物的水溶液中依次加入水溶性鈣鹽和尿素?cái)嚢枞芙猓?jīng)恒溫干燥，將混合溶液進(jìn)行固液分離、洗滌，得到超結(jié)構(gòu)文石碳酸鈣晶體；中國(guó)專(zhuān)利（CN101935866A）“一種制備片狀方解石碳酸鈣晶體的方法”向碳酸鈉水溶液中加入晶型控制劑硼酸或乙二酸，再滴加氯化鈣溶液，經(jīng)過(guò)沉淀、洗滌、過(guò)濾和干燥，制得片狀方解石碳酸鈣晶體；中國(guó)專(zhuān)利（CN102249281A）“一種透鏡狀高純球霰石型碳酸鈣晶體及其制備方法”將離子液體型表面活性劑溶解至去離子水中，依次加入碳酸鈉和氯化鈣的水溶液，攪拌均勻，經(jīng)陳化、分離、晾干，得到單分散透鏡狀球霰石型碳酸鈣；美國(guó)專(zhuān)利（US7708973）“Method?for?obtaining?precipitated?calcium?carbonate?particles?of?nanometric?scale?structure”以聚天冬氨酸、二辛磺化丁二酸鈉、聚丙烯酸、檸檬酸等作為有機(jī)質(zhì)，調(diào)控制備出濃度為5～15wt%的不同形貌納米級(jí)碳酸鈣顆粒溶液，應(yīng)用于不同工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。截至目前，還未見(jiàn)到利用制漿黑液木素作有機(jī)質(zhì)，調(diào)控碳酸鈣晶體顆粒生長(zhǎng)的相關(guān)工藝技術(shù)出現(xiàn)。

木素是天然植物的主要化學(xué)成分，也是制漿黑液的主要成分之一。在我國(guó)，工業(yè)木素的年產(chǎn)量約5000萬(wàn)t，其中只有很少一部分得到了有效利用，大部分被排入江河或被充當(dāng)燃料燃燒。制漿黑液的外排，不僅造成極大的資源浪費(fèi)，同時(shí)嚴(yán)重污染了自然環(huán)境。開(kāi)展制漿黑液木素的綜合利用，合理配置廢棄資源，無(wú)論對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和還是自然環(huán)境的保護(hù)均具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，符合國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服目前制備特定形貌、大小碳酸鈣晶體顆粒存在的制備工藝復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)來(lái)源成本高，反應(yīng)條件不易控制等問(wèn)題，同時(shí)資源化利用我國(guó)造紙工業(yè)廢棄的木素資源，本發(fā)明的目的是提供一種利用制漿黑液木素調(diào)控碳酸鈣晶體顆粒生長(zhǎng)的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用以下步驟：

1）采用硫酸鹽制漿法蒸煮針葉材，所得漿料裝入帆布袋內(nèi)，采用自來(lái)水沖洗漿料至中性，收集得到的沖洗液即為針葉材制漿黑液；

2）采用濃度為20wt%的乙二酸溶液緩慢滴定步驟1）得到的針葉材制漿黑液至pH=3，真空抽濾上述黑液，截留得到固體木素，蒸餾水洗至中性，在25℃條件下真空干燥24h，得到干燥固體木素，采用體積比為3:1的丙酮溶液溶解所得到的干燥固體木素，得到含有木素的混合溶液，待溶液靜置分層后，取上層清液滴加至乙醚中，在8000r/min條件下離心分離10min，得到固體提純木素，在25℃條件下真空烘干24h，得到干燥固體提純木素；

3）在機(jī)械攪拌作用下，將步驟2）得到的干燥固體提純木素溶解于蒸餾水中，并用KOH溶液調(diào)節(jié)pH值，形成10～30g/L、pH7～11的木素有機(jī)質(zhì)溶液；

4）在機(jī)械攪拌作用下，向200mL步驟3）得到的木素有機(jī)質(zhì)溶液中加入200mL1.0mol/L?pH=7的CaCl₂溶液，形成木素-CaCl₂混合生長(zhǎng)體系；