本文關(guān)鍵詞：造紙綠液制備碳酸鈣晶須的研究

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【摘要】：近年來,隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,國民用紙量也隨之增加,因此越來越多的造紙廠應(yīng)運而生。與此同時,造紙工業(yè)也面臨一些很難解決的環(huán)境與資源浪費難題。造紙通常分為制漿段、抄紙段、涂布段與加工段,造紙綠液就是制漿段一種非常重要的中間產(chǎn)物,它是堿法制漿黑液經(jīng)提取、蒸發(fā)濃縮、燃燒后得到的熔融物溶解于稀白液或水中形成的,其主要成分為碳酸鈉和一些雜質(zhì)物質(zhì)。為回收寶貴的碳酸鈉循環(huán)進入工藝流程以降低成本,通常是向造紙綠液中加入石灰以回收堿,副產(chǎn)物便是白泥。白泥的主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣有三種晶型:文石、方解石、球霰石。白泥為方解石型碳酸鈣,其為穩(wěn)定態(tài)斜六方晶型且利用價值低,文石型碳酸鈣是一種亞穩(wěn)態(tài)的環(huán)境友好材料,形貌為晶須狀,附加利用價值非常高。本文主要研究造紙綠液合成碳酸鈣晶須,實驗通過XRD、SEM、ICP及pH值等分析測試手段,系統(tǒng)地研究了最佳反應(yīng)參數(shù)、雜質(zhì)的影響及預(yù)處理后的造紙綠液制備碳酸鈣晶須。文石型碳酸鈣晶須是一種亞穩(wěn)態(tài)的碳酸鈣,其生長結(jié)晶受環(huán)境的影響比較大。因此本論文首先利用分析純試劑對反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)參數(shù)進行研究,找出最佳的反應(yīng)溫度為80℃、最佳反應(yīng)物加料方式雙滴加、最佳襯底液Ca2+濃度為0.4mol/L、最佳反應(yīng)系統(tǒng)攪拌速度為350r/min,在反應(yīng)液中加入碳酸鈣作為晶種對產(chǎn)品晶型影響不明顯。本文通過采用化學(xué)分析的方法確定了造紙綠液中主要成分及主要雜質(zhì),由于造紙綠液中雜質(zhì)成分復(fù)雜。本文主要采用模擬綠液成分的方法逐一分析研究造紙綠液中雜質(zhì)對碳酸鈣晶須結(jié)晶的影響。結(jié)果表明,含硫化合物是綠液中含量最多的雜質(zhì),當(dāng)含硫化合物低于20%時,產(chǎn)品中文石型碳酸鈣含量均高于75%,且此時產(chǎn)品碳酸鈣的形貌均勻,長徑比較為理想。當(dāng)造紙綠液中含硫化合物含量高于30%后,產(chǎn)品的主要產(chǎn)物變?yōu)轭w粒狀的方解石相碳酸鈣。通過模擬造紙綠液成分的方法得出綠液中的雜質(zhì)物質(zhì)硅對碳酸鈣的晶型影響較大,實驗結(jié)果表明:當(dāng)模擬造紙綠液中硅的濃度高于0.4g/L時,產(chǎn)物為顆粒狀的方解石型碳酸鈣。MgO的加入能夠有效地抑制硅對碳酸鈣結(jié)晶的影響,在反應(yīng)體系中加入0.7g/L的MgO溶液時,模擬造紙綠液中硅含量為0.4g/L時,產(chǎn)品中文石相碳酸鈣晶須的含量為76%,當(dāng)模擬造紙綠液中硅含量為0.9g/L時,產(chǎn)品中仍然有少量的文石相碳酸鈣,只有當(dāng)模擬造紙綠液中硅含量為1.2g/L時,產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)化為方解石相碳酸鈣。造紙綠液中硅含量較高,直接采用造紙綠液制備所得產(chǎn)品的晶型為方解石型碳酸鈣,在反應(yīng)之前對造紙綠液進行一定的預(yù)處理降低綠液中硅的含量,并且在反應(yīng)過程加入MgO來抑制硅的影響,能夠成功制備出文石含量約為40%的產(chǎn)品,所得產(chǎn)品附加值高于造紙廠生產(chǎn)出來的白泥。
【關(guān)鍵詞】：造紙綠液 白泥 碳酸鈣晶須
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 造紙10-13
• 1.1.1 造紙工業(yè)10
• 1.1.2 竹漿造紙優(yōu)勢及發(fā)展10-12
• 1.1.3 竹漿造紙存在的問題12-13
• 1.2 堿回收白泥13-15
• 1.2.1 竹漿造紙堿回收綠液及白泥處理13-14
• 1.2.2 白泥的成分14-15
• 1.3 碳酸鈣晶須的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 碳酸氫鈣水熱分解法16
• 1.3.2 尿素水解法16-17
• 1.3.3 Ca(OH)_2-CO_2氣液反應(yīng)合成法17-18
• 1.3.4 可溶性鈣鹽與碳酸鹽反應(yīng)制備法18-19
• 1.3.5 超重力反應(yīng)結(jié)晶法19
• 1.4 本實驗的研究目的及意義19-21
• 2 實驗及樣品檢測21-25
• 2.1 實驗原料及設(shè)備21-22
• 2.1.1 實驗原料21
• 2.1.2 主要儀器設(shè)備21-22
• 2.2 實驗方案設(shè)計22-23
• 2.3 分析表征方法23-25
• 3 碳酸鈣晶須的制備及其影響因素25-41
• 3.1 前言25
• 3.2 樣品的制備25
• 3.3 結(jié)果與討論25-39
• 3.3.1 溫度對碳酸鈣晶須的影響25-29
• 3.3.2 襯底液對碳酸鈣晶須生長的影響29-32
• 3.3.3 反應(yīng)液滴加方式對碳酸鈣晶須生長的影響32-35
• 3.3.4 攪拌速度對碳酸鈣晶須生長的影響35-38
• 3.3.5 添加晶種對碳酸鈣晶須生長的影響38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 造紙綠液中雜質(zhì)對碳酸鈣晶須的影響41-56
• 4.1 前言41
• 4.2 樣品的制備41
• 4.3 結(jié)果與討論41-54
• 4.3.1 Na_2S對碳酸鈣生長的影響41-45
• 4.3.2 Na_2SO_4對碳酸鈣晶須生長的影響45-48
• 4.3.3 Na_2S_2O_3對碳酸鈣晶須生長的影響48-51
• 4.3.4 Na_2SiO_3對碳酸鈣晶須生長的影響51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 5 造紙綠液制備碳酸鈣晶須的研究56-66
• 5.1 前言56
• 5.2 樣品的制備56
• 5.3 結(jié)果與分析56-65
• 5.3.1 MgO的加入對硅酸鈉的抑制作用56-60
• 5.3.2 未經(jīng)處理的竹漿造紙綠液制備碳酸鈣晶須60-61
• 5.3.3 預(yù)處理后的竹漿造紙綠液制備碳酸鈣晶須61-63
• 5.3.4 竹漿造紙綠液制備所得碳酸鈣的品質(zhì)研究63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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本文編號：1102603