1 沉淀碳酸鈣的應(yīng)用
沉淀碳酸鈣在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展,前景廣闊。沉淀碳酸鈣應(yīng)用于橡膠中,可以增加橡膠體積、降低產(chǎn)品成本,改善橡膠的加工性能;應(yīng)用于塑料中,可以提高塑料的尺寸穩(wěn)定性,塑料的硬度和剛性,改善塑料的加工性能等等;應(yīng)用于紙張中,可以保證紙張具有一定的強(qiáng)度和白度,同時(shí)降低成本;應(yīng)用于涂料中,起骨架作用,所以在涂料工業(yè)中,碳酸鈣被稱為體質(zhì)顏料。
另外,碳酸鈣是制藥工業(yè)中培養(yǎng)基的重要組份之一,其作用除了提供金屬鈣外,還對(duì)穩(wěn)定發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中pH 值變化發(fā)揮緩沖作用,所以碳酸鈣成為制藥工業(yè)微生物發(fā)酵的緩沖劑;在某些食品中,如口香糖、巧克力等,碳酸鈣作強(qiáng)化劑,既降低成本,又作為基質(zhì)材料;碳酸鈣還是飼料的添加劑,作為牲畜家禽體內(nèi)鈣質(zhì)的主要來(lái)源,促進(jìn)牲畜家禽的健康成長(zhǎng);在牙膏中,碳酸鈣作為磨擦劑使用,一般填充量大于40%;在化妝品中,較細(xì)的優(yōu)質(zhì)碳酸鈣也作填充劑;碳酸鈣還用于印刷油墨、油灰、封蠟、膠粘劑中,大多是起增加體積和降低成本的填充作用。

2 白泥綜合利用概況
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)白泥的綜合利用已經(jīng)做出了許多工作,主要有利用白泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥、堿渣磚、抹灰砂漿,利用白泥進(jìn)行煙氣脫硫、生產(chǎn)鈣鎂肥或土壤改良劑、橡膠材料和制堿渣土及填墊材料等等。另外,2005 年8 月青島堿業(yè)股份有限公司從白泥中提煉出了一種用于養(yǎng)魚、養(yǎng)蝦池內(nèi)的殺菌增產(chǎn)保健產(chǎn)品。此產(chǎn)品經(jīng)過(guò)多次測(cè)試,效果也很明顯。目前,該技術(shù)已正式投入使用,每年可消耗白泥2 萬(wàn)噸。雖然治理白泥的量有限,但顯著加快了白泥治理工作的進(jìn)程,這是白泥綜合利用的新突破。
3 利用白泥生產(chǎn)沉淀碳酸鈣的研究進(jìn)展
在造紙行業(yè)中,堿回收白泥是制漿造紙過(guò)程中采用堿回收技術(shù)處理后的副產(chǎn)品,其成分與制堿白泥相似,性質(zhì)也很接近。而目前對(duì)制堿白泥生產(chǎn)沉淀碳酸鈣的研究還不多,所以可以借鑒造紙行業(yè)堿回收白泥制備碳酸鈣的研究作為參考。
沈興楠等人在1999 年進(jìn)行了從堿回收白泥中提取碳酸鈣的研究,其流程是:經(jīng)洗滌以除去殘余可溶性NaOH、Na2S;經(jīng)篩選以除去或降低塵埃雜質(zhì);通入CO2 氣體將過(guò)量有效CaO 轉(zhuǎn)化為碳酸鈣?;瘜W(xué)反應(yīng)式為:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O再經(jīng)脫水、烘干、篩分,可以使其各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到普通沉淀碳酸鈣(HG2226—91)的要求。
李仲明等人在2006 年對(duì)堿回收白泥制備輕質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行了深入研究,通過(guò)對(duì)消化前的綠液進(jìn)行絮凝提純處理,避免綠液中的炭末、雜土、硅膠及Fe、Mn 離子等雜質(zhì)進(jìn)入消化、苛化系統(tǒng),以提高白泥的白度和純度,并且開發(fā)白泥專用砂磨機(jī)對(duì)白泥進(jìn)行定向研磨解絮規(guī)整, 使其細(xì)度和微觀結(jié)構(gòu)滿足造紙?zhí)盍系男枰?同時(shí)定向研磨又可篩除砂子、焦炭等硬體雜質(zhì)。具體工藝如下:(1)綠液提純;(2)消化增白;(3)清洗穩(wěn)定;(4)定向研磨;(5)輕質(zhì)CaCO3漿液輸送,最后進(jìn)行干燥處理。
胡祥正等人在2001 年對(duì)葦漿黑液堿回收白泥精制填料碳酸鈣的研究中,設(shè)計(jì)了3 種精制方法:水洗法、干燥法和助劑法,找出了白泥精制的最佳條件和可行性路線。其結(jié)論為利用水洗法、干燥法和助劑法精制產(chǎn)品碳酸鈣的白度由小到大依次增高;各種方法中精制的產(chǎn)品碳酸鈣中硅的含量基本穩(wěn)定,殘堿的含量也很低。實(shí)施碳酸化操作制得的產(chǎn)品,碳酸鈣的殘堿含量比沒(méi)有此步驟操作制得的產(chǎn)品的要低。從物料和能源的消耗看,直接水洗法耗水量大,洗滌l 噸白泥需要30t- 50t 的水,動(dòng)力和能源消耗多,生產(chǎn)效率低;助劑法消耗水量較少,1 噸白泥只需水5t- 10t;直接碳酸化法精制l 噸白泥只需水3t- 6t,但碳酸化需要CO2。
目前,沉淀碳酸鈣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求其白度≥90 度,而市場(chǎng)上某些行業(yè)要求在92 度以上,所以白度是沉淀碳酸鈣中重要指標(biāo)之一。胡慶福等人在2002 年做了對(duì)沉淀碳酸鈣的增白研究。白泥白度下降的原因是其中含有鐵、錳等黑色金屬,以Fe、Mn 離子及氧化物形式存在,使白色碳酸鈣著色而白度降低。
可以通過(guò)化學(xué)法增白,其方法為:以除Fe 為例,如果在消化過(guò)程中,或在碳化過(guò)程中,或在熟漿液中,加入還原劑使其與Fe3+離子及其氧化物起反應(yīng),把Fe3+還原成能溶于水的Fe2+離子,經(jīng)過(guò)濾除去白泥中鐵離子,以達(dá)到除鐵增白作用。加入的物質(zhì)如亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈣、硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、水合肼等都是強(qiáng)還原劑。另外,通過(guò)選擇不同的還原劑、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑和溫度進(jìn)行正交試驗(yàn),比較其對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣白度影響程度的大小,確定了最佳增白效果下還原劑、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑的適宜用量以及最優(yōu)溫度。但是本方法用于白泥的增白,將會(huì)帶入新的雜質(zhì),可能會(huì)降低白泥中碳酸鈣的含量,影響沉淀碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量。
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