專利名稱：造紙工業(yè)堿回收固體廢渣綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對傳統(tǒng)造紙工業(yè)堿回收工藝技術(shù)的優(yōu)化和對生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢渣-綠泥和白泥的綜合開發(fā)利用技術(shù)。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)制漿生產(chǎn)過程產(chǎn)生的黑液通過傳統(tǒng)的堿回收方法，能有效解決其污染問題，但堿回收生產(chǎn)過程產(chǎn)生的固體廢渣，由于傳統(tǒng)的處理工藝存在許多不完善的技術(shù)問題，無法很好地實施，大部分采用直接將綠泥、白泥排出廠外或是進(jìn)行填埋，帶來了第二次污染的問題。
在目前造紙行業(yè)中，堿回收產(chǎn)生的綠泥只能排放或填埋，雖然白泥的處理方法有煅燒循環(huán)利用法、化學(xué)制填法和水洗制填法，但存在如下不足1、煅燒法主要適用于木漿造紙，但我國廣泛采用的是草漿類纖維原料，黑液硅含量高，而除硅受成本、技術(shù)的限制，使得綠液澄清困難，白泥含雜多白度低，煅燒循環(huán)使用難以實現(xiàn)，并且運行成本高。2、采用化學(xué)法需要填加化學(xué)助劑，造價比較高，不適宜工業(yè)生產(chǎn)。3、水洗法是將苛化工段排出的白泥經(jīng)過數(shù)道水洗、碳酸化處理及過濾工序除去其中的大部分雜質(zhì)和殘堿制備成可供造紙應(yīng)用的填料，這種方法曾在小范圍內(nèi)得到應(yīng)用，但隨著印刷業(yè)對紙品要求的不斷提高，用這種簡單工藝生產(chǎn)的碳酸鈣已經(jīng)不能滿足造紙加填原料標(biāo)準(zhǔn)。因為所制得的填料顆粒均整性差，質(zhì)地松散，表面強度低，細(xì)度和白度達(dá)不到要求。因此，鑒于上述幾種原因，許多造紙廠家都是直接將苛化白泥排出廠外或是進(jìn)行填埋，這樣既污染環(huán)境，又造成資源的浪費。
長期以來有許多專家對堿回收工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣處理技術(shù)進(jìn)行研究，但總難圓滿地解決綠泥、白泥綜合利用與堿回收工藝過程科學(xué)地融洽在一起的技術(shù)問題，很難將制得的白泥碳酸鈣填料與抄紙濕部化學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來，以降低生產(chǎn)運行成本。如何在不影響正常堿回收工藝的前提下獲得滿足紙頁生產(chǎn)的超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品；如何將白泥處理過程的廢渣與綠泥作進(jìn)一步的綜合利用；如何最有效地降低堿回收廢渣的處理生產(chǎn)成本，成了人們研究綜合利用堿回收廢渣的盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的申請人經(jīng)過多年的研究，致力于解決堿回收中遇到的以下問題1、如何將傳統(tǒng)堿回收生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢渣(綠泥、白泥)科學(xué)的應(yīng)用，解決其帶來的二次污染問題；2、如何將傳統(tǒng)堿回收工藝與廢渣處理有效的融洽和降低運行成本的問題；3、如何解決堿回收生產(chǎn)過程產(chǎn)生的綠泥脫水問題；4、如何解決傳統(tǒng)堿回收白泥白度、勻整度、粒子表面強度、純度差的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種回收造紙工業(yè)堿固體廢渣的新方法，通過對傳統(tǒng)的燃燒和苛化工藝進(jìn)行改進(jìn)，增加了白泥精細(xì)處理工序，達(dá)到以下目的1、通過物理-化學(xué)方法，在科學(xué)解決堿回收廢渣帶來的二次污染問題的同時，確保傳統(tǒng)堿回收各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)中有升；2、實現(xiàn)綠泥用于燃煤鍋爐的脫硫；3、實現(xiàn)白泥超細(xì)碳酸鈣與活性碳酸鈣產(chǎn)品化；4、實現(xiàn)精細(xì)處理后的白泥碳酸鈣的紙頁加填，減少處理運行成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種回收造紙工業(yè)堿固體廢渣的方法，該方法在對傳統(tǒng)的燃燒和苛化工藝進(jìn)行了改進(jìn)的基礎(chǔ)上，增添了以下工藝(1)綠液生產(chǎn)及其提純處理的技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)堿回收工藝中的綠液是由燃燒爐流出的熔融物溶解于熱水或稀白液中產(chǎn)生的。由于來自堿爐熔融物中含有部分未燃炭、離子鹽和其它各種膠體雜質(zhì)，使得綠液中有綠泥的存在。上述雜質(zhì)形成的綠泥輕而松軟，并且是黑色的，傳統(tǒng)堿回收工藝雖然采取沉淀的方法進(jìn)行處理，但很難達(dá)到完全分離的程度，必然影響苛化產(chǎn)生的白度和純度。
本發(fā)明通過對綠液物理化學(xué)特性的分析與研究，發(fā)現(xiàn)在綠液生成的熔解槽中加入無機(jī)堿性絮凝劑和高分子絮凝劑組成的相對于綠液介質(zhì)為反應(yīng)型的絮凝沉淀助劑，將有利于綠液的澄清和綠泥的脫水處理。綠液提純處理過程，具體步驟為堿爐熔融物在溶解槽中配制綠液的同時，加入2％-5％熔融物量的由無機(jī)堿性絮凝劑和高分子絮凝劑組成的絮凝沉淀助劑，充分?jǐn)嚢韬笥镁G液輸送泵將綠液轉(zhuǎn)入澄清槽中進(jìn)行澄清，得到澄清綠液。
上述絮凝沉淀助劑一般選用石灰乳液和速溶淀粉以4∶1比例混和，在上述過程中加入的反應(yīng)型與綠液中的碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀物，由于碳酸鈣沉淀體比表面積大，吸附能力強，它吸附綠液中的離子和膠體雜質(zhì)，又由于高分子淀粉的存在，在碳酸鈣沉淀物小顆粒聚集成大顆粒的過程中未燃炭將被裹進(jìn)聚集體中而迅速沉淀下來。
而選擇在燃燒熔解槽中加入反應(yīng)型的絮凝沉淀助劑的原因在于熔解槽是堿爐高溫下碳酸鈉熔融物溶解成碳酸鈉溶液(綠液)的地方，從這里加入絮凝劑能保證絮凝溫度，提高分子的活化能，增加分子碰撞的頻率，一方面使生成的綠泥粒子增大，有利于提高澄清效果，同時使之滿足真空過濾機(jī)過濾對粒子粒徑的要求，為真空過濾和提高過濾后綠泥的干度創(chuàng)造條件；另一方面使絮凝劑加入后的混和效果增強，有利于與綠液中雜質(zhì)的接觸，使提純效率提高。同時在溶解槽中加入，可減少蒸汽用量，從而降低生產(chǎn)成本，因為堿爐碳酸鈉熔融物溫度高，熔解在水中會產(chǎn)生高溫區(qū)域；在溶解爐中加入還可使綠液的濃度適當(dāng)提高，由110-120g/l提高至140-160g/l，這樣可減少泵送量，降低運行能耗，提高堿液的質(zhì)量和稀白液的利用率，有利于堿回收率的提高。
(2)石灰原料的預(yù)處理過程堿回收傳統(tǒng)的工藝使用綠液直接消化石灰，其目的是為了堿液的濃度與白泥的粒度，以確?？粱a(chǎn)的正常運行與回收堿的質(zhì)量符合制漿工藝的需求，但石灰中的雜質(zhì)會帶入苛化系統(tǒng)中，影響白泥的純度。本發(fā)明石灰原料選用高鈣石灰并經(jīng)過6-10目目篩進(jìn)行分級過篩處理，將過篩后的細(xì)灰，配制絮凝沉淀助劑；將過篩后的精灰，用于苛化過程；綠液消化分級處理的精灰以后，通過傳統(tǒng)的消化提渣機(jī)進(jìn)行提渣處理，并用200-300目的篩網(wǎng)進(jìn)行過篩處理，過篩的灰渣與粗石灰渣合并到綠泥中作進(jìn)一步處理與綜合利用。
(3)綠泥的處理過程傳統(tǒng)堿回收工藝產(chǎn)生的綠泥是與白泥混和進(jìn)行洗滌、脫水處理后直接排放或填埋。本發(fā)明將綠泥與消化乳液分離的灰渣混和，經(jīng)真空洗渣機(jī)脫水，調(diào)整真空度到500-600mmHg，使綠泥渣的干度達(dá)到50-55％，此時綠泥渣的主要成分是碳酸鈣，還有一部分碳末，其摻入燃煤鍋爐中用作脫硫劑，使其獲得綜合利用。
(4)白泥除灰、脫堿過程傳統(tǒng)的堿回收工藝中為了提高鈉鹽的轉(zhuǎn)化率，將其苛化石灰的用量提高5％-8％，導(dǎo)致白泥中產(chǎn)生一定量的Ca(OH)2過量灰，這些保留在白泥的過量灰是通過白泥與綠泥混合物后得以部分回收。白泥要回收并精制處理，傳統(tǒng)的工藝處理回收過量灰的方法已經(jīng)不適應(yīng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方法是在苛化生產(chǎn)過程中增設(shè)除灰工序，即在苛化生產(chǎn)過程中將白泥從白液澄清槽中取出后在除灰器中與提純的綠液進(jìn)行反應(yīng)，利用化學(xué)反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)移的原理，使保存在白泥中的Ca(OH)2過量灰全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，以純化白泥碳酸鈣質(zhì)量，反應(yīng)濃度為20-30％、反應(yīng)溫度90℃-105℃(包含105℃)、反應(yīng)時間90-120分鐘。
通過除灰處理的白泥經(jīng)真空過濾機(jī)進(jìn)行固液分離后，由于含有一定量的堿，傳統(tǒng)工藝中這部分堿通過水洗的方法雖然能有效地去除，但一方面用水量增大，會導(dǎo)致水的排放；另一方面多次洗滌會影響白泥的白度，生產(chǎn)過程反映每加水洗滌一次，白度將下降0.5度左右。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在白泥洗滌槽中加入CaCl2溶液并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，?dāng)溶液PH值達(dá)到PH9.5-PH10.5時停止加入CaCl2溶液。
(5)白泥精細(xì)處理過程在白泥精細(xì)處理過程中，本發(fā)明采用的濕法砂磨技術(shù)，將白泥的粒度與勻整度處理至滿足超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量要求，具體工藝過程為將苛化經(jīng)提純處理的白泥，經(jīng)過篩處理后，送入活化槽中，通入蒸汽升溫至70℃-75℃，按活化工藝要求加入1-3％經(jīng)處理后的活化劑，在活化槽中進(jìn)行濕法活化處理35-45分鐘后，再用泵送入真空過濾機(jī)進(jìn)行洗滌，洗后在調(diào)濃槽中調(diào)節(jié)濃度，經(jīng)上料泵送沙磨機(jī)研磨處理，調(diào)節(jié)PH值至PH9.5-10.5，所得的碳酸鈣乳液直接用于紙頁加填。碳酸鈣乳液中碳酸鈣的粒徑大小可通過對砂磨機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整來得到控制，轉(zhuǎn)速越快，通過量越少，砂粒比越小所得的碳酸鈣粒徑越小。本發(fā)明生產(chǎn)的碳酸鈣產(chǎn)品以乳液的形式直接用于紙頁加填，綜合成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于制成成品，但紙頁加填工藝必須是中性、堿性或假中性造紙，采用與滑石粉配比加填效果最優(yōu)，其比例在60-85％。
由于采用了以上的技術(shù)方案，從而使得本發(fā)明具有以下效果1、本發(fā)明不但解決了傳統(tǒng)堿回收生產(chǎn)產(chǎn)生的白泥白度低、純度差的問題，而且借助于粉體濕法研磨技術(shù)，解決了白泥勻整度差、表面強度低、細(xì)度指標(biāo)不高的問題，使白泥碳酸鈣質(zhì)量達(dá)到超細(xì)沉淀碳酸鈣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，真正實現(xiàn)廢渣利用，變廢為寶，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2、本發(fā)明在解決白泥廢渣的處理同時，使綠泥的脫水及將其摻入燃煤鍋爐中用作脫硫劑得以實現(xiàn)，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的所有廢渣均獲得綜合利用。
3、本發(fā)明通過物理-化學(xué)相結(jié)合的方法，很好的解決了堿回收工藝的實現(xiàn)于獲得白泥優(yōu)質(zhì)填料輕鈣的矛盾問題。因為要生產(chǎn)合格的堿，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行，苛化產(chǎn)生的白泥的平均粒度必需在780目以上，否則澄清系統(tǒng)難以澄清、過濾機(jī)無法實現(xiàn)真空過濾，堿液的質(zhì)量和工藝生產(chǎn)無法得到保證；而作為填料使用的白泥輕鈣其平均粒度必須在2000目以下，存在著堿液回收和白泥回收工藝過程的矛盾問題。本技術(shù)通過增設(shè)白泥的精細(xì)處理工藝來解決，同時濕法研磨的方法，可靈活地調(diào)整填料粒度，以滿足不同用戶的需要，使產(chǎn)生的沉淀碳酸鈣的純度和勻整度更好，通過調(diào)整精制工藝甚至可以生產(chǎn)活性和納米級的碳酸鈣產(chǎn)品。使白泥的綜合利用效益最大化。


圖1為造紙工業(yè)堿回收固體廢渣的工藝流程圖。
具體實施例方式
一下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的工藝過程本發(fā)明對傳統(tǒng)的燃燒和苛化工藝過程進(jìn)行了改進(jìn)，除改進(jìn)步驟外，其余步驟按通用技術(shù)進(jìn)行實施，改進(jìn)包括以下步驟(1)綠液提純處理過程，堿爐熔融物在熔解槽中配制綠液的同時，加入2％熔融物量的由石灰乳液和速溶淀粉以4∶1混和組成的絮凝沉淀助劑，充分?jǐn)嚢韬笥镁G液輸送泵將綠液轉(zhuǎn)入澄清槽中進(jìn)行澄清，得到澄清綠液。
(2)石灰原料的預(yù)處理過程，選用高鈣石灰，將石灰用6目的目篩進(jìn)行分級過篩處理，將過篩后的細(xì)灰，配制絮凝沉淀助劑；將過篩后的精灰，配制成乳液用于苛化過程，綠液消化乳液以后，進(jìn)行提渣處理，用200目目篩過篩，得到灰渣。
(3)綠泥的處理過程，具體步驟為將步驟1制備綠液過程中產(chǎn)生的綠泥與步驟2中消化乳液分離的灰渣混和，經(jīng)真空洗渣機(jī)脫水，調(diào)整真空度到500mmHg，使綠泥渣的干度達(dá)到50％以上，將綠泥渣摻入燃煤鍋爐中用作脫硫劑。
(4)白泥除灰、脫堿過程，具體步驟為在苛化生產(chǎn)過程中將白泥從白液澄清槽中取出后在除灰器中與步驟1中提純的綠液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)濃度為20％、反應(yīng)溫度90℃-105℃、反應(yīng)90分鐘，反應(yīng)后在白泥洗滌槽中加入CaCl2溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至PH9.5，進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?br> (5)白泥精細(xì)處理過程，將苛化經(jīng)提純處理的白泥，經(jīng)過篩處理，送入活化槽中，通入蒸汽升溫至70℃，加入1％處理后的活化劑，在活化槽中進(jìn)行濕法活化處理35分鐘后，再用泵送入真空過濾機(jī)進(jìn)行洗滌，洗后在調(diào)濃槽中調(diào)節(jié)濃度，經(jīng)上料泵送沙磨機(jī)研磨處理后，調(diào)節(jié)PH值至PH9.5，直接用于紙頁加填的產(chǎn)品。
具體實施方式
二按具體實施方式
一進(jìn)行實施，只是在步驟(1)中將絮凝沉淀助劑的加入量改為3％熔融物量；將步驟(2)中的目篩改為7目進(jìn)行過篩處理，提渣處理中用250目目篩過篩；將步驟(3)中的真空度調(diào)整到550mmHg進(jìn)行真空洗渣脫水；將步驟(4)中的反應(yīng)條件改為反應(yīng)濃度25％、反應(yīng)溫度95℃、反應(yīng)時間100分鐘進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將PH值調(diào)整到PH10，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁粚⒉襟E(5)中通入蒸汽升溫至72℃，加入2％處理后的活化劑，活化槽中進(jìn)行濕法活化處理40分鐘后洗滌，調(diào)節(jié)濃度并經(jīng)研磨處理后調(diào)節(jié)PH值調(diào)整到PH10，形成碳酸鈣乳液。
具體實施方式
三按具體實施方式
一進(jìn)行實施，只是在步驟(1)中將絮凝沉淀助劑的加入量改為4％熔融物量；將步驟(2)中的目篩改為9目進(jìn)行過篩處理，提渣處理中用250目目篩過篩；將步驟(3)中的真空度調(diào)整到550mmHg進(jìn)行真空洗渣脫水；將步驟(4)中的反應(yīng)條件改為反應(yīng)濃度25％、反應(yīng)溫度100℃、反應(yīng)時間110分鐘進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將PH值調(diào)整到PH10，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；將步驟(5)中通入蒸汽升溫至74℃，加入2％處理后的活化劑，活化槽中進(jìn)行濕法活化處理40分鐘后洗滌，調(diào)節(jié)濃度并經(jīng)研磨處理后調(diào)節(jié)PH值調(diào)整到PH10，形成碳酸鈣乳液。
具體實施方式
四按具體實施方式
一進(jìn)行實施，只是在步驟(1)中將絮凝沉淀助劑的加入量改為5％熔融物量；將步驟(2)中的目篩改為10目進(jìn)行過篩處理，提渣處理中用300目目篩過篩；將步驟(3)中的真空度調(diào)整到600mmHg進(jìn)行真空洗渣脫水；將步驟(4)中的反應(yīng)條件改為反應(yīng)濃度30％、反應(yīng)溫度105℃、反應(yīng)時間120分鐘進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將PH值調(diào)整到PH10.5，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；將步驟(5)中通入蒸汽升溫至75℃，加入3％處理后的活化劑，活化槽中進(jìn)行濕法活化處理40分鐘后洗滌，調(diào)節(jié)濃度并經(jīng)研磨處理后調(diào)節(jié)PH值調(diào)整到PH10.5，形成碳酸鈣乳液。
本發(fā)明按照上述四個具體實施方式
進(jìn)行了實施，均可達(dá)到預(yù)期效果，從而實現(xiàn)造紙工業(yè)堿回收固體廢渣綜合利用的目的。
權(quán)利要求
1.一種造紙工業(yè)堿回收固體廢渣的方法，其特征在于對傳統(tǒng)的燃燒和苛化工藝進(jìn)行了改進(jìn)，它包括以下步驟(1)綠液提純處理過程，具體步驟為堿爐熔融物在熔解槽中配制綠液的同時，加入2％-5％熔融物量的由無機(jī)堿性絮凝劑和高分子絮凝劑組成的絮凝沉淀助劑，充分?jǐn)嚢韬笥镁G液輸送泵將綠液轉(zhuǎn)入澄清槽中進(jìn)行澄清，得到澄清綠液；(2)石灰原料的預(yù)處理過程，具體步驟為選用高鈣石灰，將石灰用6-10目目篩進(jìn)行分級過篩處理，將過篩后的細(xì)灰，配制絮凝沉淀助劑；將過篩后的精灰，按傳統(tǒng)的苛化工藝用于苛化生產(chǎn)過程；(3)綠泥的處理過程，具體步驟為將步驟1制備綠液過程中產(chǎn)生的綠泥與步驟2中綠液消化乳液后分離的灰渣混和，經(jīng)真空洗渣機(jī)脫水，調(diào)整真空度到500-600mmHg，使綠泥渣的干度達(dá)到50-55％，將綠泥渣摻入燃煤鍋爐中用作脫硫劑；(4)白泥除灰、脫堿過程，具體步驟為在苛化生產(chǎn)過程中將白泥從白液澄清槽中取出后在除灰器中與步驟1中提純的綠液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)濃度為20-30％、反應(yīng)溫度90-105℃、反應(yīng)時間90-120分鐘，反應(yīng)后在白泥洗滌槽中加入CaCl2溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至PH9.5-10.5，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?5)白泥精細(xì)處理過程，具體步驟為將苛化經(jīng)提純處理的白泥，經(jīng)過篩處理，送入活化槽中，通入蒸汽升溫至70-75℃，按活化工藝要求加入1-3％處理后的活化劑，在活化槽中進(jìn)行濕法活化處理35-45分鐘后，再用泵送入真空過濾機(jī)進(jìn)行洗滌，洗后在調(diào)濃槽中調(diào)節(jié)濃度，經(jīng)上料泵送沙磨機(jī)研磨處理后，調(diào)節(jié)PH值至PH9.5-10.5，直接用于紙頁加填的產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收造紙工業(yè)堿固體廢渣的方法，其特征在于步驟1中所述的絮凝沉淀助劑由石灰乳液和速溶淀粉以4∶1混和的混合物。
全文摘要
本發(fā)明造紙工業(yè)堿回收固體廢渣綜合利用的方法，涉及對傳統(tǒng)造紙工業(yè)堿回收工藝技術(shù)的優(yōu)化和對生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。本方法是在對傳統(tǒng)的燃燒和苛化工藝進(jìn)行改進(jìn)，增加了綠液提純處理過程、石灰原料的預(yù)處理過程、綠泥的處理過程、白泥除灰脫堿過程、白泥精細(xì)處理過程五個步驟，從而實現(xiàn)了解決廢渣帶來的二次污染問題，實現(xiàn)綠泥用于燃煤鍋爐的脫硫，實現(xiàn)了白泥超細(xì)碳酸鈣與活性碳酸鈣產(chǎn)品化，實現(xiàn)了精細(xì)處理后白泥碳酸鈣的紙頁加填，減少處理運行成本的目的。
文檔編號B09B3/00GK101020182SQ20061000725
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者王桂林, 王梅林 申請人:王梅林