李望南，湖南岳阳纸业集团技术中心工程师。提键要：介绍了岳阳纸业集团公司碱法草类浆碱回收白泥碳化法处理工艺及绿液苛化新工艺两种方法精制碳酸钙作造纸填料的研究和经验。关键词：草类浆；白泥；碳化；预处理；苛化新工艺；填料碱回碱回收产生的大量碱性废渣(白泥)造成的二次污染是碱回收必须解决的重大课题。碱法草浆白泥由于二氧化硅含量高，煅烧的再生石灰，苛化不能循环使用。我国是一个草浆大国，草浆碱回收苛化工序的白泥大都向外排放，不仅浪费资源，同时造成环境严重污染。虽然我国造纸工作者在白泥的综合利用方面做了大量工作，如将白泥与粘土、石灰石等混合煅烧成水泥代替石灰作建筑砂浆，白泥与粉煤灰作混凝土等，但都因处理成本过高或技术问题一直没有形成规模生产，仍处在探索阶段。碱回岳阳纸业集团公司从80年代初就开始对白泥利用进行了深入的研究及开发应用，已经取得令人瞩目的成绩。1985年沅江纸业公司率先采用碳化法工艺对白泥进行处理，建立了国内第一条白泥碳化法处理生产线，生产的浆状碳酸钙代替滑石粉作胶印书刊纸的填料获得成功。90年代末，岳阳纸业公司与多家科研院所联合攻关，在碳化法回收轻质碳酸钙工艺技术的基础上，改变思路，将传统的对白泥事后处理改为过程清洁控制，即探索对苛化反应的原料进行预处理和二次连续苛化工艺技术，使苛化反应在回收烧碱的同时，也生产出洁净的碳酸钙产品，并成功地应用于高白度新闻纸、颜料整饰胶版纸等中、高档纸的加填。以下分别就碳化法处理工艺及绿液苛化新工艺两种方法谈点看法。　1白白泥特性1.1白白泥的化学组成及物理性能碱回碱法苇浆白泥的化学组成(岳纸取样)：CaCO383.39%，残余NaOH1.21%(以Na2O计)，活性CaO4.58%，硅7.96%(SiO2)，铁1.93%(Fe2O3)，其它微量组分0.93%。碱回白泥的物理性能检测：沉降体积2ml/g，120目筛余物2.5%，SBD白度78.8%，粒径分布：＞50μm占10%，20～30μm占60%，5～10μm占30%。1.2白白泥回收利用中存在的主要问题1.2.1白白泥的白度碱回碳酸钙作为无机填料来使用，对白度是有较高要求的，而现行的设备技术条件下白度只有80%。主要是绿液、石灰带进来的炉渣粒、炭粒、石灰渣粒等杂质及绿液中存在的有色物质，绿液与石灰乳进行苛化反应时混入白泥颗粒之中。所以，要提高白度需要改进石灰、绿液处理工艺。1.2.2白白泥中含有杂质碱回商品轻质CaCO3的纯度要求达到98%以上，对盐酸不溶物、氧化铁、锰、游离碱、沉降体积都有一定的要求。而白泥的CaCO3含量不够高，盐酸不溶物超过标准。盐酸不溶物主要是硅酸钙，硅酸钙与CaCO3的比重等物理、化学性能都非常相似，要用机械分离很困难，这也是无法将白泥精制成商品CaCO3的另一困难。而对硅酸钙基本没有过高要求的造纸行业，开发作造纸填料是完全可行的。　2白白泥碳化法工艺制备CaCO32.1白白泥碳化法工艺流程碱回白泥→洗涤→筛选→洗涤(多次)→碳酸化→筛选→后处理→浆状碳酸钙2.2白白泥碳化法工艺特点碱回降低残碱：白泥中残碱包括NaOH、Na2S、Ca(OH)2等，白泥中残碱高在造纸加填时影响上网pH值，必须洗至微碱性(pH=9左右)。一般采用多层洗涤器、澄清器、过滤机等设备洗涤。碱回除渣：绿液、石灰带进来的炉渣粒、炭粒、石灰渣粒及白泥生成过程中较大集合体为产品的有害成分，保留在造纸填料中，会造成填料磨耗值增大，纸张尘埃增加，必须除去。碱回有效氧化钙的转化：在碱回收生产中，往往追求碱的产量，过量灰达5%以上。而氧化钙在水中的溶解度很小，用水洗涤的办法很难洗掉，一般用碳化法将其转化。2.3白碳化的原理及工艺条件碱回氧化钙转化的原理：碱回CaO+H2O→Ca(OH)2碱回Ca(OH)2+CO2→CaCOc+H2O碱回CO2的制备：石灰石在锻烧时，窑气中放出大量的CO2，窑气经除尘、脱硫、加压处理，便可得到30%～45%浓度的CO2气体。碱回碳化工艺条件：碳酸化液浓度15%，碳酸化温度50℃，碳酸化时间40～50min，终点pH值7.0～8.0。2.4白制得浆状CaCO3物化数据(表1)表1白白泥和精制浆状CaCO3物化数据对比　CaCO3%总硅量%CaO%残碱%白度%＜2μm粒度含量 %白泥浆状CaCO380～8587～8912～1510～12-～0.2～1.0～0.275～7880～8512～20～20注：表中数据为原轻工业部造纸研究所检测　3绿绿液苛化新工艺精制CaCO3　3.1白绿液苛化新工艺流程3.2白绿液苛化新工艺技术特点碱回与传统的碱回收工艺相比，苛化新工艺的特点在于：增设了原料的预处理过程，使原料中的杂质(特别是那些胶体物质)不能进入苛化反应体系；对苛化反应过程本身进行了关键性的技术改造，既使反应体系中Na2CO3的苛化率比传统工艺有明显提高，又使加入到反应体系中的石灰完全参加反应，全部转化为CaCO3。因此从这种苛化体系中分离出来的固形物中，既不含原料带入的杂质，也不含未参与反应的过量石灰，而只含有反应中产生的CaCO3，只通过洗涤除去可溶的NaOH和Na2CO3便可得到纯净的浆状CaCO3。3.3白制得浆状CaCO3物化数据(见表2)表2浆浆状碳酸钙的物化数据项目企业标准实测值碳酸钙(以干基计) %浓度 °Be′筛余物(325目) %沉降体积 ml/gpH值白度 %ISO二氧化硅(SiO2) %≥92.018～22≤0.5≥2.58.0～11.0≥87.0≤6.095.6200.32.610.390.40.5注：表中数据来自湖南省化工研究院检测报告。　4浆浆状CaCO3加填应用情况4.1白碳化法精制浆状CaCO3应用情况碱回沅江纸业公司在2362mm长网纸机上用白泥精制浆状CaCO3加填生产52g/m2胶印书刊纸，达到了较好的效果，纸张质量检测结果(见表3)。另从白泥精制CaCO3与商品CaCO3加填生产胶印书刊纸表面强度比较中发现：白泥精制CaCO3加填的表面强度要高于商品表3 碳化法浆状碳酸钙应用于胶印书刊纸　定量g/m2紧度g/cm3白度%不透明度%裂断长m施胶度mm尘埃度个/m2拉毛速度(正反平均)cm/s部颁标准实测数据52±2.551.2≥0.60.7263～6864≥8889≥30003790≥0.250.25≤200110≥100199.4注：表中数据为湖南省纸张检测站检测结果。CaCO3加填的，这有可能是由于白泥精制CaCO3中所含硅酸钙是一种胶性混悬剂，对增强细小纤维和填料的结合有一定的作用。4.2白苛化法精制浆状CaCO3应用情况碱回岳纸自2001年9月至今，精制浆状CaCO3已经在3940mm、1760mm、2362mm纸机上使用，从使用效果看，精制浆状CaCO3加填对纸机网部首程留着率有明显的提高，白水浓度大幅度下降。由于精制浆状CaCO3颗粒均匀、细小，纸料上网后，脱水效果好，减少了对网子的磨损，使网子的使用寿命比使用其以前延长了。成纸的平滑度、不透明度、耐折度、白度、裂断。长、撕裂度、不透明度等质量指标都比较稳定，不透明度、表面强度等指标还有所提高。在使用期间，生产一直很稳定，损纸回抄量也减少。碱回精制浆状CaCO3在3940mm纸机上加填生产49g/m2新闻纸质量检测结果见表4、表5表4首首程留着率和阳离子电荷需求量填料上网浓度%白水浓度%首程留着率%阳离子电荷需求量μeq/L上网浆白水滑石粉浆状CaCO30.8530.8330.4090.31854.061.89781018864937从表4和表5的数据看，首程留着率提高了7.8%，白水浓度下降了0.091%，成纸不透明度、表面强度、平滑度、撕裂指数都有所提高，纸张其它各项指标均比较稳定。表5苛苛化法精制浆状CaCO3加填时成纸质量检测填料　定量g/m2平滑度白度%不透明度%撕裂指数mN·m2/g抗张指数N·m/g平均 s两面差%滑石粉浆状CaCO348.148.44647313056.356.991.492.66.27.450.853.3注：①表中数据为岳纸技术中心检测数据。②纸张测试条件为温度23℃，相对湿度50%。注：　5结结 语5.1碱碱法草类浆碱回收白泥碳化法处理工艺及绿液苛化新工艺两种方法精制CaCO3作造纸填料，理论与实践证明都是可行的。5.2碱碳化法处理工艺及绿液苛化新工艺两种方法相比较：碳化法工艺白泥要经洗涤、碳化、筛选、研磨等工艺处理过程，工艺复杂，投资较大，精制CaCO3白度低，粒径较大，只能用作中、低档纸的加填；而绿液苛化法新工艺从源头把关，并且能使加入到反应体系中的石灰完全参加反应，全部转化为CaCO3，精制的CaCO3白度等质量指标高于碳化法，可用作中、高档纸张的加填。5.3碱如果将上述两种方法结合起来，即苛化过程中增设原料的预处理，使原料中的杂质(特别是那些胶体物质)不能进入苛化反应体系，再对白泥进行碳化法工艺处理也不失为一种行之有效的方法。　参考文献　〔1〕陈叔西.碱法草浆白泥精制造纸填料碳酸钙.湖南造纸，1990，(1～2)〔2〕满瑞林.我国轻质碳酸钙工业的现状及发展.现代工业，1997，(8)