專利名稱：一種酸法制漿廢液制成品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用造紙工業(yè)酸法制漿廢液(紅液)制造改性木質(zhì)素磺酸鎂干粉制成品的方法。
以往的木質(zhì)素磺酸鎂干粉的制造方法是將酸法制漿產(chǎn)生的廢液(紅液)直接濃縮、干燥而得。這樣得到的干粉吸濕性強(qiáng)，容易潮解糊化，令該木質(zhì)素磺酸鎂干粉的生產(chǎn)、產(chǎn)品的使用和儲(chǔ)存都不方便。
本發(fā)明的目的在于提供一種能保持木質(zhì)素磺酸鎂干粉(用作混凝土的外加劑)的表面活性而又能提高其抗潮解性的酸法制漿廢液(紅液)制成品的制造方法。
本發(fā)明可以這樣實(shí)現(xiàn)一種酸法制漿廢液制成品的制造方法，其特征在于在酸法制漿產(chǎn)生的廢液中加入廢液固形物的8％～12％量(重量百分比)的氫氧化鈣[Ca(OH)2]，在反應(yīng)物液體的冰點(diǎn)以上至100℃條件下充分?jǐn)嚢璧椒磻?yīng)完全(一般需攪拌30分鐘以上才能達(dá)到反應(yīng)完全)，然后將反應(yīng)物濃縮、干燥。氫氧化鈣的加入量低于廢液中固形物的8％則制成品的抗潮解性差，高于12％則其功能活性降低。采用氫氧化鈣[Ca(OH)2]成本低、效果好，但也可以用相同效果的其它堿類。反應(yīng)溫度的限制是保證反應(yīng)在液態(tài)條件下進(jìn)行，低于反應(yīng)物液體冰點(diǎn)則液體結(jié)冰影響反應(yīng)進(jìn)行，高于100℃則液體沸騰，不利于反應(yīng)的控制操作。反應(yīng)以60℃～80℃為宜。上述反應(yīng)的反應(yīng)式如下
利用氫氧化鎂[Mg(OH)2]的溶度積遠(yuǎn)小于氫氧化鈣[Ca(OH)2]的溶度積的特性，在紅液中加入適量的石灰乳，使其中的木質(zhì)素磺酸鎂的鎂離子Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，同時(shí)使木質(zhì)素磺酸鎂轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素磺酸鈣。但沉淀物的X射線衍射譜只顯示出含半個(gè)結(jié)晶水的亞硫酸鈣(CaSO3·0.5H2O)的特征衍射峰，說明生成的Mg(OH)2沉淀是無定形的。生成的亞硫酸鈣是紅液中存在的大量的亞硫酸根與石灰乳作用的結(jié)果。
本發(fā)明可以這樣完善在上述反應(yīng)物濃縮干燥后的干粉中加入上述干粉的1％～4％(重量百分比)的長鏈脂肪酸C12～C18(低于1％則不能保證其抗潮解性能，高于4％則成本太高，并對(duì)制成品性質(zhì)有負(fù)面影響)。在50℃～80℃之間充分?jǐn)嚢杌旌鲜菫榱吮ＷC脂肪酸均勻涂覆于干粉粒子表面，低于50℃則處理時(shí)間長而效果又不理想，高于80℃則脂肪酸會(huì)揮發(fā)而損失；適宜的溫度是60℃～70℃。長鏈脂肪酸是硬脂酸(硬脂酸，即18碳鏈的有機(jī)酸，其效果比軟脂酸要好)。
將反應(yīng)物在攪拌下濃縮，然后采用轉(zhuǎn)鼓式干燥器進(jìn)行干燥，或在120℃以下的條件下，將濃縮后的反應(yīng)物烘干干燥(采用需較長時(shí)間的普通的烘干工藝，溫度高于120℃則會(huì)影響制成品的表面活性)，或?qū)⒎磻?yīng)物在攪拌條件下蒸發(fā)濃縮至含固形物50％，然后進(jìn)行噴霧干燥(適應(yīng)于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的條件)。將反應(yīng)物濃縮干燥后，在50℃～80℃之間，采用高速攪拌機(jī)攪拌15～20分鐘，是為了使改性干粉粒子活動(dòng)所需的表面處理效果。溫度過低，需增長攪拌時(shí)間，且表面處理效果不理想；溫度過高，對(duì)表面處理效果的提高也無好處。
實(shí)施例1從濃縮的廢液出發(fā)制造改性木鎂干粉在一帶有電動(dòng)攪拌裝置的500mL三口燒瓶中，加入造紙工業(yè)酸法制漿產(chǎn)生的已經(jīng)濃縮的廢液(制漿原料甘蔗渣、竹、芒桿，固形物含量47.4％，pH＝5.5)268g，開動(dòng)攪拌并加熱升溫，然后在3分鐘內(nèi)加入用10g氧化鈣(CaO)水化調(diào)成可流動(dòng)的漿狀石灰乳(體積約100mL)，加完后反應(yīng)液的pH值約為13。當(dāng)溫度升至80℃，維持在該溫度下繼續(xù)攪拌30分鐘，此時(shí)反應(yīng)液的pH值降至9左右。停止攪拌，將反應(yīng)液倒至一20×30cm2的搪瓷盤中，置于115℃烘箱干燥至可容易粉碎的塊狀物。將干燥后產(chǎn)物粉碎至全部過100目篩。然后將其加入帶有半月型刮板的電動(dòng)攪拌器的三口燒瓶中，加入干粉重量的2％的工業(yè)級(jí)硬脂酸，在65℃下高速攪拌15分鐘，倒出稍涼后用可封口的塑料袋包裝。產(chǎn)品(簡稱改性木鎂干粉)為棕紅色的松散粉末。改性木鎂干粉的抗潮解性明顯改善(表1)，比木質(zhì)素磺酸鈣干粉(簡稱木鈣干粉)好，作為混凝土外加劑，其減水率和抗壓強(qiáng)度與用同樣工藝直接濃縮干燥而得的木鎂干粉無明顯差別(表2)，說明改性產(chǎn)品的表面活性無發(fā)生變化。
表1改性木鎂干粉與木鎂干粉和木鈣干粉的吸濕性比較(1)
(1)試驗(yàn)條件干粉約1g，≤100目，鋪展于φ35mm，高20mm的稱量瓶中，置于φ350mm的干燥器中，干燥器加入少量水(深度約0.5cm)，試驗(yàn)溫度20～21℃。(2)經(jīng)表面處理表2從紅液出發(fā)改性而得的木鎂干粉對(duì)混凝土(1)的影響
(1)基本配方(重量份)水泥15.3，細(xì)砂45.8，石米(5mm×5mm)27.2，水11.7。試樣尺寸60×60×60mm3。(2)對(duì)水泥的百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例2從噴霧干燥制得的木鎂干粉制造改性木鎂干粉在直徑為30cm的蒸發(fā)皿中，加入造紙工業(yè)酸法制漿產(chǎn)生的廢液(制漿原料甘蔗渣、竹、芒桿，未經(jīng)濃縮，固形物含量14.3％，pH＝5.5)315g，在手動(dòng)攪拌的同時(shí)加入含4.7g氫氧化鈣的石灰乳，繼續(xù)攪拌并加熱蒸發(fā)濃縮，直至余下體積為原先的一半，然后將蒸發(fā)皿放入115℃的烘箱烘干。將產(chǎn)物(49.5g)粉碎并全部過100目篩，在按實(shí)施例1的方法，用1.0g硬脂酸在70℃進(jìn)行表面處理15分鐘，倒出降至室溫后用可封口的塑料袋包裝。改性木鎂干粉的抗潮解性比木質(zhì)素磺酸鈣干粉(簡稱木鈣干粉)好；作為混凝土外加劑，其減水率與用同樣工藝直接濃縮干燥而得的木鎂干粉無明顯差別(表3)，而抗壓強(qiáng)度比未改性的好。
表3改性木鎂干粉對(duì)混凝土(1)的影響
(1)基本配方(重量份)水泥15.3，細(xì)砂45.8，石米(5mm×5mm)27.2，水11.7。試樣尺寸60×60×60mm3。(2)對(duì)水泥的百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例3從未經(jīng)濃縮的廢液制造改性木鎂干粉在一帶有電動(dòng)攪拌裝置的500mL三口燒瓶中，加入用噴霧干燥法生產(chǎn)的木鎂干粉128g，用100mL水，加熱并開動(dòng)攪拌，接著在3分鐘內(nèi)加入用10g氧化鈣(CaO)水化調(diào)成可流動(dòng)的漿狀石灰乳(體積約100mL)。當(dāng)溫度升至80℃，維持在該溫度下繼續(xù)攪拌30分鐘，此時(shí)反應(yīng)液的pH值降至9左右。停止攪拌，將反應(yīng)液倒至一20×30cm2的搪瓷盤中，置于115℃烘箱干燥至可容易粉碎的塊狀物。將干燥后產(chǎn)物粉碎至全部過100目篩。然后將其加入帶有半月型刮板的電動(dòng)攪拌器的三口燒瓶中，加入干粉重量的2％的工業(yè)級(jí)硬脂酸，在65℃下高速攪拌15分鐘，倒出稍涼后用可封口的塑料袋包裝。產(chǎn)品(簡稱改性木鎂干粉)為棕紅色的松散粉末。改性木鎂干粉的抗潮解性比木質(zhì)素磺酸鈣干粉(簡稱木鈣干粉)好；作為混凝土外加劑，其減水率和抗壓強(qiáng)度與用同樣工藝直接濃縮干燥而得的木鎂干粉無明顯差別(表4)，說明改性產(chǎn)品的表面活性無發(fā)生變化。
表4改性木鎂干粉對(duì)混凝土(1)的影響
(1)基本配方(重量份)水泥15.3，細(xì)砂45.8，石米(5mm×5mm)27.2，水11.7。試樣尺寸60×60×60mm3。(2)對(duì)水泥的百分?jǐn)?shù)。
權(quán)利要求
1.一種酸法制漿廢液制成品的制造方法，其特征在于在酸法制漿產(chǎn)生的廢液中加入廢液固形物的8％～12％量的氫氧化鈣，在混合物液體的冰點(diǎn)以上至100℃條件下充分?jǐn)嚢璧椒磻?yīng)完全，然后將反應(yīng)物濃縮、干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在濃縮干燥后的干粉中加入上述干粉的1％～4％的C12～C18的長鏈脂肪酸，在50℃～80℃之間充分?jǐn)嚢杌旌稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于長鏈脂肪酸是硬脂酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于將反應(yīng)物在攪拌下蒸發(fā)濃縮，然后采用轉(zhuǎn)鼓式干燥器進(jìn)行干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于在120℃以下的條件下，將濃縮后的反應(yīng)物烘干干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于將反應(yīng)物在攪拌下加熱濃縮至含固形物50％，然后進(jìn)行噴霧干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于將反應(yīng)物濃縮干燥后，在50℃～80℃條件下采用高速攪拌機(jī)攪拌15～20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造紙工業(yè)酸性制漿廢液制成品的制造方法,其主要特征在于在酸性制漿產(chǎn)生的廢液中加入氫氧化鈣(或其它性質(zhì)相同的堿類),反應(yīng)完全后濃縮、干燥,所得干粉再經(jīng)表面處理,由此制成的改性木鎂干粉,作為混凝土的外加劑既保持了木質(zhì)素磺酸鎂干粉的表面活性,又有效提高了其抗潮解能力。此法變廢為利,適用于原木質(zhì)素磺酸鎂干粉適用的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D21C11/00GK1336458SQ00117298
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月2日
發(fā)明者呂永松, 張贛霞, 林漢權(quán), 廖凱榮 申請(qǐng)人:廣東省造紙研究所