輕質(zhì)碳酸鈣增白研究.pdf

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1、第25卷第6期非金屬礦Vol125No162002年11月Non2MetallicMinesNov,2002輕質(zhì)碳酸鈣增白研究112胡慶福劉寶樹胡曉波(1河北科技大學(xué),石家莊050018;2河北省環(huán)境科學(xué)研究院,石家莊050051)摘要輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)過程中因原料石灰石中含有著色礦物如鐵、錳等化合物而降低碳酸鈣白度,這屬內(nèi)部原因,可通過化學(xué)增白方法提高白度。其方法包括消化、碳化、熟漿液等過程增白。本文對消化過程增白時還原劑、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑種類、加入量、消化溫度等,通過正交試驗設(shè)計,求出最佳因素及位級。其結(jié)果為:Zn做為還原劑,乙二胺

2、做為絡(luò)合劑,H2BO3做為調(diào)節(jié)劑,加入量分別為氧化鈣質(zhì)量的0108%～0124%、013%～015%、0124%～018%,消化溫度為30℃,輕鈣白度由81%增至93%以上。關(guān)鍵詞輕質(zhì)碳酸鈣白度方法我國2001年輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)近300家,生子及其氧化物起反應(yīng),把三價鐵還原成能溶于水的2+產(chǎn)能力達(dá)2800kt/a,實際生產(chǎn)量達(dá)2600kt/a,在世界Fe離子,生產(chǎn)中經(jīng)過濾除去漿料中鐵離子,以達(dá)上僅次于美國,名列世界各國產(chǎn)量第二名。到除鐵增白作用。加入的物質(zhì)應(yīng)為強(qiáng)還原劑,如亞我國輕鈣產(chǎn)量雖大,但質(zhì)量較低,品種少。隨著硫酸氫鈉、亞硫

3、酸鈣、硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、過白色制品需求量的越來越大,對其白色填料的白度氧化氫、水合肼、次氯酸鈉等。配合還原反應(yīng)進(jìn)行,要求也越來越高。如造紙用輕鈣,化學(xué)建材中塑料適當(dāng)調(diào)節(jié)酸堿度,也可采用絡(luò)合過程除去或隱蔽有門窗、管材、管件等用的輕鈣,對其白度、粒度、分散色的離子等。另外,選擇適宜增白工藝條件如溫度、度等要求較高。目前我國生產(chǎn)的輕鈣白度大多數(shù)在濃度、反應(yīng)時間等,才能收到良好的增白效果。根據(jù)90%以下,不能滿足市場需求,故提高白度是目前輕加入強(qiáng)還原劑等部位的不同,可分為消化時增白、碳鈣生產(chǎn)中重要指標(biāo)之一,也是提高其檔次的措施之化

4、時增白及熟漿液中增白三種方法。方法不同,添一。加助劑及工藝條件不同,效果各異,要根據(jù)企業(yè)具體純碳酸鈣本身是白色的,因原料石灰石含有著情況,因廠而異選擇適宜的化學(xué)增白方法。色礦物鐵等造成輕鈣白度下降,或生產(chǎn)過程中有著2增白實驗與結(jié)果色物質(zhì)如有機(jī)物、碳粒等混入而降低產(chǎn)品白度。輕211增白工藝流程本文增白研究以消化過程為鈣化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求其白度≥90%,而市場上某些例。其工藝流程見圖1。行業(yè)要求在92%以上。目前輕鈣生產(chǎn)企業(yè)有相當(dāng)一部分企業(yè)產(chǎn)品的白度≤90%,有的僅為83%～85%,或85%～87%。生產(chǎn)輕鈣白度下降的因素分為兩大類:其

5、一,原料石灰石中含有較高的著色礦物鐵、錳等;其二,生產(chǎn)中操作不合理、裝置水平低,設(shè)圖1增白工藝流程示意圖備腐蝕等外界引入有色物質(zhì)多,造成白度降低。前實驗中,消化時以灰/水=1/4～5進(jìn)行消化、過者屬于內(nèi)在原因,可采用化學(xué)方法增白;后者屬于外濾,除渣后進(jìn)行碳化、分離、干燥制成碳酸鈣產(chǎn)品,測在原因,可采用加強(qiáng)管理,改造工藝及設(shè)備,提高工其白度為基準(zhǔn),然后在消化過程中分別加入A還原藝及設(shè)備水平等予以解決。本文重點介紹化學(xué)增白劑、B絡(luò)合劑、C調(diào)節(jié)劑,進(jìn)行增白實驗。方法。212增白試驗與結(jié)果根據(jù)原料石灰石中鐵、錳等1化學(xué)增白機(jī)理探討含量,選

6、定不同還原劑、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑用量,按正交石灰石中含有鐵、錳等有色金屬,在輕鈣生產(chǎn)過試驗設(shè)計進(jìn)行試驗,求出最佳增白工藝條件。本試3+2+3+2+驗選擇四個因素:還原劑A、絡(luò)合劑B、調(diào)節(jié)劑C,消程中以Fe、Mn、Co、Ni離子及氧化物形式存在,而帶入產(chǎn)品中,使白色碳酸鈣著色而白度降化溫度D℃,每個因素選3個水平,詳見表1。4低。如果在消化過程中,或在碳化過程中,或在熟漿按L93正交試驗,其結(jié)果詳見表2。由表2篩3+3+選出A液中,加入某種物質(zhì),以除Fe為例,使其與Fe離2B1C2D3為優(yōu)級組合,再次進(jìn)行試驗,結(jié)果詳—11—見表3。表1

7、因素位級表因素A還原劑B絡(luò)合劑C調(diào)節(jié)劑D用量用量用量消化溫物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)%%%度/℃位級1A1Na2S2O3018B1乙二胺012C1Na2SiO3014D1202A2Zn粉014B2EDTA1184C2H2BO3014D2303A3水合肼0124B3空白—C3空白—D340注:物質(zhì)用量為該添加物與石灰乳中CaO的質(zhì)量比。圖2位級趨勢圖表2試驗結(jié)果分析表3增白因素影響分析A還原劑B絡(luò)合劑C調(diào)節(jié)劑D消化結(jié)果類別溫度白度11由表2數(shù)據(jù)可知,四個因素對白度影響程度%%%℃%大小順序號:調(diào)節(jié)劑C>消化溫度D>還原劑A>11Na2S2O301

8、81乙二胺0121Na2SiO30141208712絡(luò)合劑B。212EDTA11842H2BO3014340881621由表2位級和比較可知,還原劑中鋅粉效果313空白3空白2308311最好,而Na2S2O3和水合肼效果相當(dāng),選擇鋅粉進(jìn)一42Zn