[發明專利]低白度鈣基膨潤土的中性鈉化和脫色漂白聯合加工工藝及應用

有效

• 申請號: 202110583834.X
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113321222B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 袁冰;付星豪;吳桐;張麗麗;付衛東;劉國彬;吳憲龍;武迪
• 申請（專利權）人: 建平天正礦業有限公司
• 主分類號: C01B33/44
• 分類號: C01B33/44;D21H17/68;D21H21/10
• 代理公司: 沈陽友和欣知識產權代理事務所(普通合伙) 21254
• 代理人: 郭悅

本發明提供一種含Fe₂O₃低白度鈣基膨潤土的中性鈉化和脫色漂白的聯合加工工藝及應用，包括如下步驟：在干基鈣基膨潤土原料進入第一臺鈉化機的同時連續噴入40～70℃的中性鈉化劑兼脫色漂白劑水溶液，對經多臺鈉化機擠壓剝離鈉化及漂白脫色的物料進行干燥；中性鈉化劑兼脫色漂白劑是分子中含有至少一個胺烴基膦酸鈉鹽絡合基團的化學品。經過漂白脫色改性，膨潤土的白度得到提高，可用于造紙填料；經過中性鈉化改性，鈣基膨潤土轉變成中性鈉基膨潤土；同時改性后的膨潤土分散性、膨潤性和吸附能力得到提高，對紙漿的助留助濾、與紙纖維結合力和本身駐留能力得到增強。因此，既是造紙的優良的填料又是優良的助留助濾劑。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料生產加工領域，具體涉及含Fe₂O₃低白度鈣基膨潤土的中性鈉化和脫色漂白的聯合加工工藝及應用。

背景技術

由于鈣基膨潤土自身的性能缺陷，未經改性的鈣基膨潤土不適合作造紙微粒助留助濾劑，需對鈣基膨潤土鈉化改性使之轉換成鈉基膨潤土，因為鈉離子比鈣離子有更強的水合作用，同時鈉離子作為一價陽離子使鈉基膨潤土比相應的鈣基膨潤土具有更高的zeta電位，對膨潤土片層的結合力也小于二價的鈣離子，膨潤土分散于水中時，層間更容易剝離，具有更好的膠體穩定性。故鈉基膨潤土比鈣基膨潤土具有更優越的物化性能，如更好的分散性、更高的膨脹倍數和較強的吸附性能等。這些性能在造紙作業中的助留、助濾以及作為造紙填料本身的駐留性能都要明顯優于鈣基膨潤土。

鈉基膨潤土可由鈣基膨潤土鈉化改性獲得，即利用Na⁺將鈣基膨潤土的可交換離子Ca²⁺、Mg²⁺置換出來，形成層間陽離子為Na⁺的蒙脫石。通常采用的改性劑有碳酸鈉、氯化鈉、檸檬酸鈉、氟化鈉、氫氧化鈉等。其置換反應如下：

[bentonite]-Ca²⁺+2Na⁺＝[bentoni]-2Na⁺+Ca²⁺

[bentonite]-為帶負電的蒙脫石晶體基體，Ca²⁺為層間可交換鈣離子，Na⁺為用于交換的陽離子。

市場上商品鈉化膨潤土大部分是碳酸鈉改性制得的鈉基膨潤土，呈堿性，加入造紙紙料中會改變體系的pH值，在要求低pH值造紙條件下的助留助濾效果會顯著降低，這對碳酸鈣粉填料和松香膠施膠的紙張尤為不利，它不是完美的造紙微粒助留劑，市場需要中性鈉基膨潤土代替碳酸鈉改性的堿性鈉基膨潤土作為造紙助留助濾劑。