麥草漿堿回收綠液除硅研究.pdf

1、近年來由于木材資源短缺,中國、印度等國家仍大量使用麥草、蘆葦、竹子等草類植物纖維原料造紙。與木材原料相比,草類原料的高硅含量的特性嚴(yán)重影響了制漿生產(chǎn)過程,SiO2的存在使黑液蒸發(fā)濃縮時產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象,影響了蒸發(fā)效率,也影響了白泥的有效利用。在苛化工序,綠液苛化反應(yīng)中會有CaSiO3生成,在白泥煅燒生成石灰時,白泥中的硅會降低石灰活性,嚴(yán)重影響石灰窯的正常操作。目前,對于硅含量高的白泥,企業(yè)還沒有成熟的技術(shù)來回收利用,只能采取掩埋或堆放

2、處理,既浪費(fèi)了資源,又污染了環(huán)境。
　　 針對麥草漿堿回收綠液硅含量高的問題,本文采用一步法和兩步法在草漿堿回收綠液中通入二氧化碳?xì)怏w,使綠液中的硅生成二氧化硅結(jié)晶顆粒,研究了不同反應(yīng)條件對綠液除硅率、膠體電荷密度、二氧化硅顆粒粒徑及沉降性能等的影響,并對除硅后所得的硅渣進(jìn)行了紅外譜圖及掃描電鏡分析。此外,還研究了乙酸酸化法對麥草漿綠液除硅效果的影響,并得出以下結(jié)論。
　　 在二氧化碳一步法除硅實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)綠液量為200

3、mL,隨著CO2通入量增加,綠液的除硅率逐漸提高,當(dāng)CO2通入量為15L時,除硅率達(dá)到99%;隨著CO2通入量增加,測得綠液電荷密度有增大的趨勢;所得硅顆粒粒徑逐漸增大,比表面積減小,沉降速度提高。溫度對綠液除硅率和綠液的電荷密度影響不大,反應(yīng)溫度由30℃升高到90℃時,除硅率僅升高了1.54%。隨溫度的升高,硅顆粒粒徑明顯減小,比表面積顯著增大,同時沉降速度因綠液的粘度的降低而明顯加快。攪拌速度對綠液的除硅率和電荷密度影響不大。除硅后

4、,綠液中生成的硅酸以膠體的形式懸浮在綠液中,難于沉淀。向體系中引入混凝劑,發(fā)現(xiàn)加入Al2(SO4)3后,綠液中硅酸膠體的沉降效果較好。二氧化碳一步法除硅的優(yōu)化工藝條件為:CO2通入速率1L/min,CO2通入時間為15min,反應(yīng)溫度為80℃,攪拌速度為中速,Al2(SO4)3加入量為2.0g/L。經(jīng)CO2處理后的綠液除硅率可達(dá)99%,沉降速度為1.93cm/min,濾水時間可縮短到62s。
　　 在二氧化碳兩步法除硅實(shí)驗(yàn)中,與

5、CO2一步法除硅相比,兩步法的硅顆粒粒徑大于一步法的粒徑,隨著CO2第二步通入量增加,粒徑逐漸增大,比表面積減小,沉降速度提高。隨溫度的升高,硅顆粒粒徑明顯減小,比表面積顯著增大,同時沉降速度因綠液粘度的降低而明顯加快。與CO2一步法除硅相比,沉降所需要的時間明顯縮短,沉降高度也大大減小,濾水時間明顯縮短。采用兩步法時,隨攪拌速度的增大,粒徑有所增加,沉降速度加快,濾水時間縮短。加入Al2(SO4)3有利于提高硅渣的濾水性能。二氧化碳兩

6、步法除硅的優(yōu)化工藝條件為:第一步綠液量為總處理量的2/5,CO2通入速率1L/min,第一步通氣量為3L,第二步通氣量為12L,反應(yīng)溫度為80℃,攪拌速度為中速,可加入適量Al2(SO4)3。經(jīng)CO2處理后的綠液除硅率可達(dá)99.5%,沉降速度為2.32cm/min,濾水時間可縮短到52s。
　　 在乙酸酸化法除硅實(shí)驗(yàn)中,用40%濃度的乙酸滴定綠液,隨體系PH值繼續(xù)降低,綠液除硅率逐漸增大,電荷密度大幅減小。溫度對綠液除硅率和電荷