中國(guó)粉體網(wǎng)訊  白泥是制漿造紙企業(yè)在堿回收過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢查，白泥的主要成分是CaCO₃，含量達(dá)80-90%；每生產(chǎn)一噸紙或一噸漿，平均要產(chǎn)生0.8~1噸左右的白泥。堿回收，是指從堿法制漿蒸煮廢液中回收蒸煮所用的化學(xué)藥品的工藝過(guò)程。堿回收主要由，蒸發(fā)、燃燒、綠液苛化三個(gè)過(guò)程組成，雖然堿回收苛化過(guò)程包括非常簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，但卻在各處理步驟中使用了各種固液分離設(shè)備。在制漿造紙廠，堿回收過(guò)程中產(chǎn)生的苛化白泥，國(guó)內(nèi)外的大型制漿廠一般采用石灰窯煅燒法，使白泥再生成生石灰，循環(huán)使用。

白泥再利用制備輕質(zhì)碳酸鈣，關(guān)鍵在于白泥的成分。

1堿回收白泥的產(chǎn)生和成分

制漿黑液經(jīng)提取、蒸發(fā)濃縮，在堿回收爐燃燒后得到的熔融物，溶于水后形成綠液，其主要成分為碳酸鈉。綠液經(jīng)過(guò)濾后加入石灰苛化，使碳酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉，同時(shí)得到的沉淀物為白泥，化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)方程式(1)。

白泥的成分以碳酸鈣為主，此外還含有氫氧化鈣、硅酸鈣和殘余的氫氧化鈉，以及鋁、鐵氧化物及塵埃等雜質(zhì)(見(jiàn)表1)。

表1 堿回收白泥主要成分

壓力式苛化成套設(shè)備白泥回收應(yīng)用工藝。

2 生產(chǎn)工藝

2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

該項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：白液處理能力3200m³/d,設(shè)計(jì)產(chǎn)能為35000 m³/d,懸浮物含量≤30mg/L；

白泥干度≥70%，白泥殘堿≤0.3% (以Na20計(jì))；綠泥干度≥50%。

2.2工藝流程

根據(jù)制漿規(guī)模和環(huán)保要求，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外最為先進(jìn)的苛化技術(shù)和裝備，經(jīng)過(guò)全方位論證，確定了切實(shí)可行的最優(yōu)化方案，其工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1工藝流程圖

苛化系統(tǒng)主要包括綠液過(guò)濾和綠泥洗滌濃縮、消化和苛化、白液過(guò)濾和白泥洗滌等單元。

圖2常規(guī)堿回收苛化工段的主要技術(shù)指標(biāo)

2.2.1綠液過(guò)濾和綠泥洗滌濃縮

該單元由4臺(tái)綠液澄清器和兩段式綠泥洗滌和過(guò)濾設(shè)備組成，首先用綠泥洗滌器洗滌，對(duì)洗后綠泥再分別用1臺(tái)鼓式預(yù)掛過(guò)濾機(jī)和2臺(tái)板框壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾濃縮，其中預(yù)掛過(guò)濾機(jī)濃縮的綠泥干度≥45%，用板框壓濾機(jī)濃縮的綠泥干度≥55%，可根據(jù)綠泥濃縮效果和運(yùn)行效率進(jìn)行靈活的選擇應(yīng)用，以確保混合后的綠泥干度≥50%。

圖3澄清器結(jié)構(gòu)圖

圖4白液精細(xì)過(guò)濾機(jī)

2.2.2消化和苛化

澄清后綠液在消化前先通過(guò)一個(gè)冷卻器冷卻至適宜的溫度(約85C左右)，然后再進(jìn)入消化提渣機(jī)，化后的乳液流人兩臺(tái)串聯(lián)的苛化器和兼有苛化功能的液位緩沖槽，全程經(jīng)過(guò)約180~210min完成苛化反應(yīng)。該單元由4臺(tái)綠液冷卻器、4臺(tái)消化提渣機(jī)和8臺(tái)苛化器+2臺(tái)苛化液位緩沖槽組成，各設(shè)備間通過(guò)旁通管路可據(jù)情靈活切換。

圖5綠液真空冷卻器結(jié)構(gòu)

圖6石灰消化提渣機(jī)

2.2.3白液過(guò)濾和白泥洗滌

用泵將苛化乳液送至白液壓力盤式過(guò)濾機(jī)，并用熱水置換洗滌白泥，過(guò)濾后的白液用白液泵送至白液貯存槽。同時(shí)，為防止白液壓力盤式過(guò)濾機(jī)的故障維修或酸洗換網(wǎng)等操作，在系統(tǒng)中配置了一臺(tái)白液澄清貯存槽和與之串聯(lián)的白液壓力過(guò)濾器，以確保系統(tǒng)的白液澄清度。從白液壓力盤式過(guò)濾機(jī)來(lái)的白泥經(jīng)過(guò)白泥攪拌槽稀釋后，由密度計(jì)控制白泥濃度在30%~35% ，然后用白泥泵送入白泥貯存槽貯存，繼而再用白泥泵輸送并通過(guò)密度自動(dòng)化控制系統(tǒng)在線稀釋調(diào)濃至20%~25%進(jìn)入白泥盤式過(guò)濾機(jī)濃縮洗滌白泥，白泥最終干度≥70%，白泥中的殘堿<0.3%，用皮帶輸送機(jī)送至石灰窯。

圖7白液壓力盤式過(guò)濾機(jī)

圖8白泥盤式過(guò)濾機(jī)

該單元配置了4臺(tái)白液盤式壓力過(guò)濾機(jī)，2臺(tái)白液澄清器和4臺(tái)白液精細(xì)過(guò)濾器，以及4臺(tái)白泥盤式過(guò)濾機(jī)及白泥槽、白液槽和真空泵等配套輔助設(shè)備，并留有4臺(tái)白泥二段洗滌的盤式過(guò)濾機(jī)及其配套白泥槽的增建空間。

3 苛化白泥生產(chǎn)填料碳酸鈣的關(guān)鍵問(wèn)題

利用苛化白泥生產(chǎn)填料碳酸鈣時(shí)，以目前的分離、提純?cè)O(shè)備白度和殘堿含量的控制均沒(méi)有問(wèn)題，主要難點(diǎn)有以下幾方面。

（1）由于白泥顆粒結(jié)構(gòu)不均和絮狀結(jié)構(gòu)等問(wèn)題使過(guò)篩水平低于10%，因此成品率不高。

（2）白泥中硅含量較高，導(dǎo)致紙機(jī)施膠劑用量增加。

（3）白泥中存在黑灰等問(wèn)題。

4 生產(chǎn)優(yōu)化和調(diào)整策略

4.1白泥粒徑控制

粒徑是造紙?zhí)盍系闹匾�性能指�?biāo)，其大小常用平均粒徑或中位粒徑(D50) 表示；粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50，離散度越小表示粒度分布范圍越窄，過(guò)大和過(guò)小的顆粒數(shù)越小，粒徑越集中。白泥粒徑的離散度一般在13%~15%，其性能也較均一和穩(wěn)定。另外，比表面積也是造紙?zhí)盍系囊豁?xiàng)重要指標(biāo)，若填料含有較多細(xì)小組分，則其具有更大的比表面積，從而給紙機(jī)運(yùn)行、紙張質(zhì)量、填料留著等帶來(lái)諸多問(wèn)題。為保證白泥輕鈣的質(zhì)量，在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)白泥粒徑及比表面積等指標(biāo)的控制主要做了以下調(diào)整。

首先，控制生石灰的質(zhì)量，氧化鈣含量要求≥90%，并控制過(guò)燒灰含量;其次，在保證堿回收正常運(yùn)行的前提下，主要消化溫度控制在94~98C、消化時(shí)間(70±5)min、控制苛化后乳液的過(guò)量灰含量在3.0%~4.0%之間，以便控制苛化反應(yīng)效果和苛化乳液的過(guò)濾性能;通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝的調(diào)整，白泥平均粒徑增大，中位粒徑(D50)為6.5μm。

4.2白泥除硅

白泥中硅含量較高，生產(chǎn)的紙張施膠度較差，施膠劑的用量偏高，最終使生產(chǎn)的填料碳酸鈣用量較低。為攻克這一課題，首先可從堿回收苛化工段入手，在燃燒后的白液中加入絮凝劑，使綠液的硅氧化物和其他金屬雜質(zhì)絮凝，然后利用過(guò)濾機(jī)和高效澄清器(見(jiàn)圖3)將絮凝物過(guò)濾分離，控制綠液懸浮物含量≤20mg/L。這樣不但減少了白泥中硅化合物含量，同時(shí)白泥中的黑色細(xì)小塵埃也得到了控制。通過(guò)苛化工段的調(diào)整，苛化白泥硅氧化物的含量降低40%左右(見(jiàn)表2)，效果非常明顯。

表2白泥中硅氧化物含量（降幅單位%）

通過(guò)調(diào)整后成品碳酸鈣中硅氧化物含量≤1%（見(jiàn)表3），除硅效果明顯，也避免了對(duì)紙張施膠的影響，填料碳酸鈣恢復(fù)到正常使用量。

表3 加工過(guò)程中硅氧化物含量變化

4.3白泥殘堿的控制

在白泥項(xiàng)目開(kāi)機(jī)時(shí)，控制白泥殘堿和保證洗滌效果是白泥輕鈣項(xiàng)目的最基本指標(biāo)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，仍發(fā)現(xiàn)白泥濾液濁度和殘堿較高，從而給紙機(jī)的濕部系統(tǒng)和紙張質(zhì)量帶來(lái)不利影響。針對(duì)該問(wèn)題，優(yōu)化CD過(guò)濾機(jī)(Caustic Disk filter)洗滌工藝，增加多圓盤過(guò)濾機(jī)、板框擠壓機(jī)和白泥澄清器等白泥洗滌設(shè)備，對(duì)白泥再進(jìn)一步洗滌。經(jīng)苛化生產(chǎn)工藝優(yōu)化，成品填料碳酸鈣的殘堿含量（見(jiàn)表4）低于0.1%，pH值≤8.5，電導(dǎo)率≤2.0 mS/cm，避免了白泥輕鈣攜帶的可溶性雜質(zhì)。

表4 白泥殘堿含量

表5苛化系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

結(jié)語(yǔ)

堿回收苛化白泥中氧化硅含量較高，對(duì)白泥的洗滌和回收再利用造成困難，加之一些列原因，發(fā)展舉步維艱，經(jīng)歷幾代工藝革新才初步具備工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。如今，在苛化生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)控制生石灰質(zhì)量、調(diào)整消化反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，可以穩(wěn)定生產(chǎn)白泥的顆粒粒徑，保持白泥的粒徑均勻。再通過(guò)對(duì)白泥的進(jìn)一步洗滌、碳化和研磨等工藝，可以有效地控制生產(chǎn)填料碳酸鈣的pH值、中位粒徑(D50)和硅氧化物含量等指標(biāo)，達(dá)到造紙?zhí)盍系囊�求，是堿回收苛化白泥再利用的可行之法。

參考來(lái)源：

馬煥星，等：壓力式苛化成套設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，汶瑞機(jī)械(山東)有限公司

曹衍軍，等：堿回收白泥生產(chǎn)輕鈣產(chǎn)品及使用實(shí)踐，山東太陽(yáng)紙業(yè)股份有限公司

張輝，等：堿回收壓力式苛化的技術(shù)及裝備，南京林業(yè)大學(xué)

李望南，等：堿法草漿白泥精制碳酸鈣作造紙?zhí)盍�，岳�?yáng)紙業(yè)集團(tuán)公司

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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