專利名稱：一種助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及造紙技術(shù)輔料的生產(chǎn)工藝，具體為以膨潤土為主要成分的一種助留微粒的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
在20世紀(jì)80年代初期，微粒助留技術(shù)在造紙中得到了開發(fā)和利用，應(yīng)用于造紙濕部后通過微粒與聚合物之間的協(xié)同作用，能夠提高細(xì)小組分的留著和增加紙頁的濾水性能，同時紙頁的成形也得到了改善。與傳統(tǒng)的一元或者二元聚合物助留體系相比較，微粒助留系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，這些微粒有助于形成更小、更緊密、強(qiáng)度更大的絮聚物，并強(qiáng)烈地吸附在配料組分上，進(jìn)而獲得更好的留著和紙頁的成形。而且在高干擾物質(zhì)存在下仍可以顯示出較好的助留助濾效果。
另外，微粒助留系統(tǒng)在網(wǎng)部和白水中具有再絮聚的能力，并且能抵抗高湍流下的高剪切力。這種再絮聚作用將提高紙機(jī)清潔水系統(tǒng)的效率，也賦予濕紙幅更高的孔隙率，使之更易于壓榨和干燥。根據(jù)所用微粒的種類，當(dāng)前的微粒助留系統(tǒng)可分為膠體二氧化硅類、聚鋁類和微聚合物類，其組合方式如下表

膨潤土微粒應(yīng)用于助留助濾系統(tǒng)僅有少量報道，國內(nèi)尚未有企業(yè)生產(chǎn)同類產(chǎn)品，現(xiàn)有技術(shù)不能生產(chǎn)適合造紙生產(chǎn)要求的膨潤土微粒。在國外，已經(jīng)有膨潤土微粒產(chǎn)品運(yùn)用于造紙行業(yè)，由于其優(yōu)良的性能被廣泛接受，每年用量在數(shù)萬噸以上，雖然國內(nèi)現(xiàn)尚無廠家規(guī)模生產(chǎn)，但實驗室論證和國外產(chǎn)品已很好地證明了膨潤土微粒的應(yīng)用潛力，國內(nèi)造紙生產(chǎn)企業(yè)對此產(chǎn)品都不陌生。由于其良好的市場前景，急需研制出符合國內(nèi)生產(chǎn)條件的膨潤土微粒生產(chǎn)工藝，
本發(fā)明就是提供一種以膨潤土為主要成分助留微粒的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝包括如下步驟(1)以膨潤土為原料，經(jīng)切碎、球磨后，按原料重量計加入20倍量水，水洗剝片后進(jìn)入旋流器；(2)按膨潤土原料重量計在旋流器中加入鈉鹽，所述鈉鹽可以是0.2～1％的六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉；(3)去除旋流器中分離出的沉淀物，在收集的可溶性漿料中按膨潤土原料重量計加入2～10％的碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分?jǐn)嚢?～2小時后進(jìn)入柱撐反應(yīng)器；(4)按膨潤土原料重量計在柱撐反應(yīng)器的可溶性漿料中加入2～5％的硅溶膠或硅酸鈉，50～70℃條件下充分?jǐn)嚢?～3小時后進(jìn)入蒸發(fā)鍋濃縮；(5)上述步驟(4)中加入的物質(zhì)也可改換為按膨潤土原料重量計2～5％的氯化鋁或氫氧化鋁，50～70℃條件下充分?jǐn)嚢?～3小時后進(jìn)入蒸發(fā)鍋濃縮；(6)濃縮后的物料進(jìn)入干燥器，在程序控溫儀的控制調(diào)節(jié)下分級干燥；(7)干燥的物料球磨為粉末狀微粒產(chǎn)品。
按以上步驟所得粉末狀微粒產(chǎn)品為本發(fā)明的產(chǎn)品。
按以上步驟所得粉末狀微粒產(chǎn)品作為助留助濾劑應(yīng)用于造紙工藝。
具體實施例方式
例1一噸膨潤土礦原料，經(jīng)切碎、球磨后加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進(jìn)入旋流器，分離出沙石雜質(zhì)，在漿料中加入2～10公斤六偏磷酸鈉，充分混旋反應(yīng)2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉淀物質(zhì)回收用作建筑材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤碳酸鈉，或碳酸氫鈉，充分?jǐn)嚢?～2小時進(jìn)行鈉化處理；經(jīng)濃縮后，漿料進(jìn)入柱撐反應(yīng)器，用20～50公斤硅溶膠或硅酸鈉加入柱撐反應(yīng)器，反應(yīng)溫度50～70℃，時間2～3小時，充分?jǐn)嚢琛⒎稚?。柱撐后的漿料進(jìn)蒸發(fā)鍋70～100℃蒸發(fā)濃縮，至外觀呈粘結(jié)狀，物料進(jìn)入干燥器，在程序控溫儀的調(diào)控下，按水份含量比例的降低逐級下降調(diào)控溫度，最終在60℃左右完成物料干燥，干燥后的物料顆粒經(jīng)球磨，為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產(chǎn)品。
例2一噸膨潤土礦原料，經(jīng)切碎、球磨后加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進(jìn)入旋流器，分離出沙石雜質(zhì)，在漿料中加入2～10公斤焦磷酸鈉，然后充分混旋反應(yīng)2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉淀物質(zhì)回收用作建筑材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤氟化鈉，充分?jǐn)嚢?～2小時對其鈉化處理，經(jīng)濃縮后，漿料進(jìn)入柱撐反應(yīng)器，用20～50公斤硅溶膠或硅酸鈉加入柱撐反應(yīng)器，反應(yīng)溫度50～70℃，時間2～3小時，充分?jǐn)嚢?、分散。柱撐后的漿料進(jìn)蒸發(fā)鍋70～100℃蒸發(fā)濃縮，至外觀呈粘結(jié)狀，物料進(jìn)入干燥器，在程序控溫儀的調(diào)控下，按水份含量比例的降低逐級下降調(diào)控溫度，最終在60℃左右完成物料干燥，干燥后的物料顆粒經(jīng)球磨為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產(chǎn)品。
例3一噸膨潤土礦原料，經(jīng)切碎、球磨后加入20噸水(膨潤土含量為5％)，充分水洗剝片，進(jìn)入旋流器，分離出沙石雜質(zhì)，加入2～10公斤焦磷酸鈉或六偏磷酸鈉，充分混旋反應(yīng)2～3小時，直至漿料中完全消除方石英。沙石等沉淀物質(zhì)回收用作建筑材料。旋流器中的可溶性漿料加入20～100公斤碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分?jǐn)嚢?～2小時對其鈉化改性，再經(jīng)濃縮后，漿料進(jìn)入柱撐反應(yīng)器。用20～50公斤氯化鋁或氫氧化鋁加入柱撐反應(yīng)器，反應(yīng)溫度50～60℃，時間2～3小時，充分?jǐn)嚢?、分散。柱撐后的漿料進(jìn)蒸發(fā)鍋70～100℃蒸發(fā)濃縮，至外觀呈粘結(jié)狀，物料進(jìn)入干燥器，在程序控溫儀的調(diào)控下，按水份含量比例的降低逐級下降調(diào)控溫度，最終在60℃左右完成物料干燥，干燥后的物料顆粒經(jīng)球磨為420～850公斤粉末狀助留助濾微粒產(chǎn)品。
按本發(fā)明工藝實施后的膨潤土助留助濾微粒產(chǎn)品的性能指標(biāo)如下表表1膨潤土助留助濾微粒的技術(shù)指標(biāo)

上述表格中膨脹容、0.044mm濕篩篩余量體現(xiàn)了助留助濾微粒產(chǎn)品的純度，0.044mm濕篩篩余量越小，則說明純度越好，產(chǎn)品中砂石的含量小；離子交換數(shù)據(jù)間接地體現(xiàn)了剝片、提純、鈉化處理改性的效果。
本發(fā)明將一定濃度的堿性化學(xué)物質(zhì)加入膨潤土原料中，土中的部分末分離的方英石與之反應(yīng)，生成可溶性的硅酸物質(zhì)，從而達(dá)到在利用方英石的同時完全去除沙石的目的。
本發(fā)明方案可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，并保證了產(chǎn)品的純度和均勻度。此外，旋流分離出來的物料含水量可降至70％以下，大大地節(jié)約了能源，也為后續(xù)的柱撐交換層間離子工藝打下了良好的基礎(chǔ)。
以硅或鋁為柱化劑，這樣不會在膨潤土中引入雜質(zhì)元素，而硅和鋁在造紙生產(chǎn)中本來就可以有助留作用。在提純后的膨潤土半干態(tài)時利用膨潤土易于對硅和鋁的吸附插層作用，加入硅和鋁物質(zhì)，再以剝片技術(shù)促使膨潤土片層部分剝離，從而獲得小顆粒、大比表面積的改性膨潤土，可提高助留助濾性能。普通的烘干技術(shù)是保持同一溫度至徹底干燥。因膨潤土具有高粘稠性，在干燥的同時易粘結(jié)，形成不易分散的大粒子。本發(fā)明配套使用程序控溫的干燥技術(shù)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。采用程序控溫方式，在膨潤土濾餅水含量大時，控制烘房較高的溫度，隨著水份的減小，溫度逐漸降低至干燥時溫度約為60℃。保證最終產(chǎn)品具有適合于造紙用的膨潤土產(chǎn)品小粒徑和高比表面積的要求。保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果。
本發(fā)明將膨潤土從幾百元的低檔產(chǎn)品提升至5000-10000元/噸的高檔產(chǎn)品，極大地提升了膨潤土礦的附加值。使膨潤土這自然資源能得以最好的利用。
權(quán)利要求
1.一種助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝，其特征在于如下步驟(1)以膨潤土為原料，經(jīng)切碎、球磨后，按原料重量計加入20倍量水，水洗剝片后進(jìn)入旋流器；(2)按膨潤土原料重量計在旋流器中加入鈉鹽，所述鈉鹽可以是0.2～1％的六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉；(3)去除旋流器中分離出的沉淀物，在收集的可溶性漿料中按膨潤土原料重量計加入2～10％的碳酸鈉或碳酸氫鈉或氟化鈉，充分?jǐn)嚢?～2小時后進(jìn)入柱撐反應(yīng)器；(4)按膨潤土原料重量計在柱撐反應(yīng)器的可溶性漿料中加入2～5％的硅溶膠或硅酸鈉，50～70℃條件下充分?jǐn)嚢?～3小時后進(jìn)入蒸發(fā)鍋濃縮；(5)濃縮后的物料進(jìn)入干燥器，在程序控溫儀的控制調(diào)節(jié)下分級干燥；(6)干燥的物料球磨為粉末狀微粒產(chǎn)品。
2.按權(quán)利要求1所述一種助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝，其特征在于上述步驟(4)中加入的物質(zhì)也可改換為按膨潤土原料重量計2～5％的氯化鋁或氫氧化鋁，50～70℃條件下充分?jǐn)嚢?～3小時后進(jìn)入蒸發(fā)鍋濃縮。
3.按權(quán)利要求1所述一種助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝，其特征在于一種按以上步驟所得粉末狀微粒產(chǎn)品。
4.按權(quán)利要求1所述一種助留助濾微粒的生產(chǎn)工藝，其特征在于一種按以上步驟所得粉末狀微粒產(chǎn)品作為助留助濾劑應(yīng)用于造紙工藝。
全文摘要
本發(fā)明涉及以膨潤土為原料的一種助留助濾微粒產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。工藝流程包括膨潤土原料的切碎、球磨，水洗剝片后的旋流分離，在旋流器中加入一定比例的鈉鹽，將方英石溶解為可溶性硅鹽，用硅物質(zhì)或鋁鹽柱撐，以及在程序控溫儀的調(diào)控下分級干燥。本發(fā)明在漩流工藝中加入鈉鹽與部分末分離的方英石生成可溶性硅酸物質(zhì)，達(dá)到利用和完全去除方英石的目的；以在造紙生產(chǎn)中本來就有助留作用硅和鋁為柱化劑，不會在產(chǎn)品中引入雜質(zhì)元素；在干燥程序中使用程序控溫干燥技術(shù)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。本發(fā)明的最終產(chǎn)品具有適合于造紙用的小粒徑和高比表面積助留助濾要求，極大地提升了膨潤土礦的產(chǎn)值，使膨潤土資源能得以最好的利用。
文檔編號D21H17/00GK1793503SQ200510061
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者童筠, 張有連 申請人:長興仁恒精制膨潤土有限公司