一種用于紙張涂料的文石型輕鈣及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于紙張涂料的輕鈣，尤其涉及一種用于紙張涂料的文石型輕鈣 及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人民物質(zhì)文化水平的不斷提高，造紙工業(yè)發(fā)展迅速， 天然植物纖維原紙自身雖然有許多優(yōu)良特性，但因?yàn)槠渥陨淼木窒扌?，使其越來越無法滿 足人們對(duì)紙的性能上的需求。為了提高天然植物纖維原紙的性能，擴(kuò)大其特殊應(yīng)用領(lǐng)域，尤 其是在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用，人們發(fā)明了涂布紙。涂布紙的制造，簡單的說是指在天然植物纖維 原紙之上涂上造紙涂料，經(jīng)過干燥后使用壓光機(jī)使得它的表面平滑化，因此原紙與造紙涂 料是左右涂布紙品質(zhì)的重要因素。其中造紙涂料主要的組成成分是顏料、接著劑和添加助 劑等，而顏料是造紙涂料最重要成分，約占70% -80%。在造紙涂料中使用高品質(zhì)的顏料的 可以填充、覆蓋原紙凹凸不平的表面，提高紙的白度和不透明度，改善紙面的平滑性和光澤 度，使紙面具有均勻良好的油墨吸收性，最后獲得良好的印刷效果。所以顏料是決定涂布紙 油墨吸收性、平滑度、光澤度、白度和不透明度等主要印刷性能的基本成分。
[0003]目前在造紙涂料中使用的優(yōu)質(zhì)顏料為高嶺土，高嶺土應(yīng)用于造紙，能夠給予紙張 良好的覆蓋性能和良好的涂布光澤性能，還能增加紙張的白度、不透明度，光滑度及印刷適 性。但中國的高嶺土礦一般為煤炭伴生礦，因?yàn)槠淦焚|(zhì)差，所以不能用于造紙工業(yè)。就目前 開發(fā)情況來看，只有廣東、廣西、安徽、河北的高嶺土資源可以用于造紙涂料中，但因我國國 內(nèi)生產(chǎn)工廠的技術(shù)能力有限，加之國內(nèi)礦帶高嶺土的含量較低僅有10-20%，而美國、巴西 的高嶺土礦含量高達(dá)40-60 %，所以國產(chǎn)高嶺土無論在產(chǎn)量和性能上都落后于美國、巴西。 [0004] 事實(shí)上，我國的造紙涂料用高嶺土 90%依賴于進(jìn)口，且因?yàn)樵旒埻苛线M(jìn)口高嶺土 的成本高達(dá)2000元/噸，而目前在造紙涂料中被廣泛應(yīng)用的輕鈣（即輕質(zhì)碳酸鈣）其使用 量僅次于高嶺土，且成本僅為1200-1500元/噸，所以開發(fā)高品質(zhì)的紙張涂料用輕鈣來取代 高嶺土，成為造紙化學(xué)品行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)目前造紙化學(xué)品行業(yè)的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種用于紙張涂料的文石型（也 稱為"針棒型"）輕鈣及其合成方法。一方面，通過提高文石型輕鈣的性能使之優(yōu)于現(xiàn)有技 術(shù)生產(chǎn)的輕鈣或高嶺土，從而提升涂布紙的品質(zhì)；另一方面，通過優(yōu)化文石型輕鈣的合成方 法，減少高嶺土在造紙化學(xué)品行業(yè)的使用，節(jié)約造紙企業(yè)的成本。
[0006] 本發(fā)明第一個(gè)方面是提供一種用于紙張涂料的文石型輕鈣的合成方法，包括：
[0007] 通過石灰石煅燒以后生成氧化鈣，氧化鈣放入消化池通過硝化作用生成氫氧化 鈣，在氫氧化鈣的碳化過程中使用相當(dāng)于生石灰的重量百分比為〇. 01-0. 5%的鎂鹽和/或 石膏晶須的一種或幾種作為晶種，從而得到文石型輕鈣漿料，收集產(chǎn)物得到文石型輕鈣。
[0008] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例，所述的石灰石煅燒優(yōu)選為：將 石灰石和煤在溫度為800-1KKTC的窯內(nèi)混合煅燒，生成生石灰。其中，所述的煤的用量優(yōu) 選為石灰石重量的5-10 %，最優(yōu)選為6. 5-10 % ;所述溫度更優(yōu)選為800-1KKTC，最優(yōu)選為 930-1050°C，如930°C和1050°C;所述煅燒的時(shí)間優(yōu)選為1-5小時(shí)，最優(yōu)選為1-3小時(shí)，如lh 和3h。
[0009] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例，所述的硝化作用優(yōu)選為：消化濃 度是10-35%，水溫控制在20-50°C。其中，所述的消化濃度是10-35%，最優(yōu)選為20-33%。
[0010] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例，所述的碳化過程優(yōu)選為：將 10-35%的氫氧化鈣漿料和所述鎂鹽和/或石膏晶須晶種打入碳化塔中，隨后通入凈化后 的窯氣進(jìn)行碳化，當(dāng)碳化至終點(diǎn)后降低進(jìn)氣量，繼續(xù)碳化10-30分鐘，停止碳化。其中，所 述的窯氣優(yōu)選為按照流量為0. 8-2. 5立方/噸漿料/分鐘的速度通入碳化塔中，最優(yōu)選為 0. 8-1. 5立方/噸漿料/分鐘；所述的繼續(xù)碳化時(shí)間優(yōu)選為10-30分鐘，最優(yōu)選為15-20分 鐘。
[0011] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例，所述的鎂鹽和/或石膏優(yōu)選 為氫氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鈣的一種或幾種的混合物，用量優(yōu)選為生石灰重量百分比的 0· 01-0. 5%，最優(yōu)選為 0· 05%和 0· 2%。
[0012] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例，還包括對(duì)所述漿料進(jìn)行濃縮的 步驟。其中，所述濃縮可以采用沉淀、過濾、蒸發(fā)、透析等方法進(jìn)行實(shí)施，本發(fā)明中，優(yōu)選為采 用沉淀壓濾濃縮；所述濃縮后的漿料固含量優(yōu)選為50-70%，最優(yōu)選為65 %和70%。
[0013] 其中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面所述的合成方法的技術(shù)方案具體如下：
[0014] 1、煅燒過程將煤石比按照0.05-0. 1的比例在窯內(nèi)混合煅燒，控制煅燒溫度在 800~1100°C，生成生石灰，窯爐產(chǎn)生的窯氣經(jīng)凈化洗滌回用；
[0015] 2、消化過程使用消化機(jī)將生石灰消化，消化濃度按照10-35 %，水溫控制到 20-50°C，漿料通過過濾和旋液分離除渣；
[0016] 3、碳化過程中，將10-35 %的氫氧化鈣漿料打入碳化塔中，并在碳化池加入相當(dāng)于 生石灰的重量百分比為0. 01-0. 5%混合晶種，隨后通入凈化后的窯氣進(jìn)行碳化，其中窯氣 按照流量0. 8-2. 5立方/噸漿料/分鐘，當(dāng)碳化至終點(diǎn)后（用pH試紙檢定反應(yīng)液的pH值 到7)降低進(jìn)氣量，繼續(xù)碳化10~30分鐘，停止碳化。
[0017] 4、濃縮過程，將漿料沉淀壓濾使之固含量為50-75%，收集產(chǎn)物得到文石型輕鈣。
[0018] 本發(fā)明第二個(gè)方面是提供一種用于紙張涂料的文石型輕鈣。
[0019] 其中，所述文石型輕鈣優(yōu)選為采用本發(fā)明第一個(gè)方面中的任意一種方法制備。
[0020] 其中，所述的用于紙張涂料的文石型輕鈣，更優(yōu)選為：晶體長徑比為5-15,更優(yōu)選 為8-13,更優(yōu)選為8。
[0021] 其中，所述的用于紙張涂料的文石型輕鈣，更優(yōu)選為：粒度大小分布在 0· 3-3. 0 μ m，更優(yōu)選為 0· 5-2. 3 μ m。
[0022] 通過所述上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明提供的文石型輕鈣，可用于銅版紙、輕涂紙、白板紙、白 卡紙和箱板紙等涂布紙生產(chǎn)中。生產(chǎn)出的紙張具有良好的印刷表面強(qiáng)度，優(yōu)良的紙張光澤 度和印刷光澤度，良好的食品接觸安全性。具體突出表現(xiàn)在：
[0023] 1、使用文石型輕鈣減少和代替高嶺土，在不降低涂布紙質(zhì)量的情況下，降低紙張 涂料的成本，在當(dāng)前造紙業(yè)行業(yè)低迷的情況下，促進(jìn)了涂布紙的發(fā)展；
[0024] 2、在文石型輕鈣的合成方法中，可以根據(jù)造紙企業(yè)的要求和用途，有針對(duì)性的調(diào) 整輕鈣的粒度和長徑比等指標(biāo)，用于幫助造紙企業(yè)改善產(chǎn)品；
[0025] 3、在文石型輕鈣的生產(chǎn)方法中，通過合理利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，達(dá)到低碳 環(huán)保的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明提供了一種用于紙張涂料的文石型輕鈣，其特征在于，所述的用于紙張涂 料的文石型輕鈣的晶體長徑比為5-15,粒度大小分布在0. 3-3