專利名稱：一種改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法
技術領域：
本發明屬于造紙技術領域，具體涉及一種改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法。
背景技術：
從粉煤灰加工提煉而成的新型活性硅酸鹽，可應用于造紙行業。但是由于生產過程中，為了充分反應，必須加入過量石灰乳，導致產品硅酸鈣具有高堿性。為了降低硅酸鈣的氫氧化鈣含量，中國發明專利CN102190309A利用一定濃度的硫酸對這種高堿度的硅酸鈣進行水洗，降低其PH值及氫氧化鈣的含量。但是，硫酸的使用使利用這種方法生產出來的活性硅酸鈣中含有一定量的硫酸鈣。雖然硫酸鈣屬于微溶物，但與碳酸鈣相比，其鈣離子溶出率從商品碳酸鈣的0.29%提高到3.5%以上。當這種混有硫酸鈣的硅酸鈣填料應用于紙張的填料(尤其是在白水的循環利用時)，溶出的鈣將嚴重影響紙機濕部化學品的使用效果，同時產生明顯的結垢。
發明內容
本發明的目的在于提出一種改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法。通過本方法制得的填料，其PH值降低至910.5，同時碳化后的填料充分綜合硅酸鈣填料和沉淀碳酸鈣填料各自的優勢。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.1 0.5:1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為5% 40%并過400目 800目篩網，除去大顆粒粗渣；3)向過篩后的硅酸鈣懸浮液中加入相對硅酸鈣絕干量0.1% 1%的分散劑聚氧化乙烯ΡΕ0，混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，烘干后即得最終產品。所述的分散劑先配制成質量濃度為0.01 0.1%的分散劑溶液。所述二氧化碳的壓力為0.5 4kg,溫度為30 60°C,解絮碳化時間5飛Omin,碳化后的硅酸鈣填料pH值9 10.5。本發明利用二氧化碳對硅酸鈣填料制備過程中過量氫氧化鈣進行碳化，使過量的氫氧化鈣生成碳酸鈣，從而控制硅酸鈣填料的鈣溶出率，防止其在紙張生產中溶出的鈣離子對抄紙濕部系統的影響。本發明與現有技術比較所具有的優點和積極效果是:能夠降低高堿度粉煤灰聯產活性硅酸鈣的PH值，避免了微溶物硫酸鈣的引入，使得最終的產品鈣離子的溶出率大大降低引入了部分碳酸鈣，充分綜合了 硅酸鈣填料和沉淀碳酸鈣填料各自的優勢，具有填料復配的效果，因此對填料本身的性能也有所提高。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步詳細說明。實施例1:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.3:1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為20%并過800目篩網，除去大顆粒粗渣；3)取硅酸鈣懸浮液中硅酸鈣絕干量0.1%的分散劑聚氧化乙烯ΡΕ0，配制成質量濃度為0.02%的分散劑溶液,然后將分散劑溶液加入到過篩后的娃酸I丐懸浮液中混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，其中二氧化碳的壓力為2kg，溫度為50°C，解絮碳化時間5min，烘干后即得產品。對經處理的硅酸鈣的堿度進行分析，測得其PH=9.7，其中碳酸鈣:硅酸鈣為
0.3:1，鈣離子溶出率為0.23%，最后成品粒徑為4.8 μ m。實施例2:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.1: 1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為10%并過500目篩網，除去大顆粒粗渣；3)取硅酸鈣懸浮液中硅酸鈣絕干量0.5%的分散劑ΡΕ0，配制成質量濃度為0.05%的分散劑溶液，然后將分散劑溶液加入到過篩后的硅酸鈣懸浮液中混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，其中二氧化碳的壓力為0.5kg，溫度為60°C，解絮碳化時間lOmin，烘干后即得產品。實施例3:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.4:1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為5%并過400目篩網，除去大顆粒粗渣；3)取硅酸鈣懸浮液中硅酸鈣絕干量0.8%的分散劑聚氧化乙烯PE0，配制成質量濃度為0.01%的分散劑溶液,然后將分散劑溶液加入到過篩后的娃酸I丐懸浮液中混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，其中二氧化碳的壓力為3kg，溫度為40°C，解絮碳化時間30min，烘干后即得產品。實施例4:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.2:1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為30%并過700目篩網，除去大顆粒粗渣；3)取硅酸鈣懸浮液中硅酸鈣絕干量1%的分散劑PE0，配制成質量濃度為0.08%的分散劑溶液，然后將分散劑溶液加入到過篩后的硅酸鈣懸浮液中混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，其中二氧化碳的壓力為1kg，溫度為55°C，解絮碳化時間60min，烘干后即得產品。實施例5:I)按照申請號為:200810112618.1，公開號為:CN101591023A的“一種利用高鋁粉
煤灰制備硅酸鈣微粉的方法”制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.5:1得到硅酸鈣懸浮液；2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為40%并過600目篩網，除去大顆粒粗渣；3)取硅酸鈣懸浮液中硅酸鈣絕干量0.3%的分散劑聚氧化乙烯ΡΕ0，配制成質量濃度為0.1%的分散劑溶液，然后將分散劑溶液加入到過篩后的硅酸鈣懸浮液中混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，其中二氧化碳的壓力為4kg，溫度為30°C， 解絮碳化時間40min，烘干后即得產品。
權利要求
1.一種改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)制備高堿度的含水硅酸鈣顆粒的懸浮液，并控制該懸浮液中石灰乳與硅酸鈣的摩爾比為0.1 0.5:1得到硅酸鈣懸浮液； 2)調節硅酸鈣懸浮液的質量濃度為5% 40%并過400目 800目篩網，除去大顆粒粗渣； 3)向過篩后的硅酸鈣懸浮液中加入相對硅酸鈣絕干量0.1% 1%的分散劑聚氧化乙烯PEO，混合均勻后泵送至解絮機，在解絮機內同時通入工業二氧化碳，解絮并碳化后進行固液分離，烘干后即得最終產品。
2.根據權利要求1所述的改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法，其特征在于:所述的分散劑先配制成質量濃度為0.01 0.1%的分散劑溶液。
3.根據權利要求1所述的改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法，其特征在于:所述二氧化碳的壓力為0.5 4kg,溫度為30 60°C,解絮碳化時間5 60min,碳化后的硅酸鈣填料pH值9 10.5。
全文摘要
一種改進的造紙用粉煤灰聯產硅酸鈣填料的制備方法，以固體廢棄物粉煤灰為主要原料，通過預脫硅堿石灰燒結法制取的造紙用的硅酸鈣填料，由于pH過高(大于12)，限制了其作為造紙濕部填料的推廣和使用。本發明通過改變部分工藝，利用二氧化碳碳化來降低這種填料的pH。均整解絮和碳化同時完成，碳化后的填料是硅酸鈣和碳酸鈣的混合物，其中碳酸鈣和硅酸鈣的摩爾比為0.1～0.5:1。碳化后引入的碳酸鈣是造紙常用填料，這種復配能夠降低高堿度硅酸鈣填料的pH值至9～10.5，同時充分綜合硅酸鈣填料和沉淀碳酸鈣填料各自的優勢。本發明的工藝操作簡單方便，投資小成本低，具有良好的工業應用前景。
文檔編號C01B33/24GK103193239SQ20131006205
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者王建, 吳盼, 張美云, 賀行, 齊書田, 李志健, 孫俊民, 張占軍 申請人:陜西科技大學