1 沉淀碳酸钙的应用
沉淀碳酸钙在工业上得到广泛的应用与发展,前景广阔。沉淀碳酸钙应用于橡胶中,可以增加橡胶体积、降低产品成本,改善橡胶的加工性能;应用于塑料中,可以提高塑料的尺寸稳定性,塑料的硬度和刚性,改善塑料的加工性能等等;应用于纸张中,可以保证纸张具有一定的强度和白度,同时降低成本;应用于涂料中,起骨架作用,所以在涂料工业中,碳酸钙被称为体质颜料。
另外,碳酸钙是制药工业中培养基的重要组份之一,其作用除了提供金属钙外,还对稳定发酵培养过程中pH 值变化发挥缓冲作用,所以碳酸钙成为制药工业微生物发酵的缓冲剂;在某些食品中,如口香糖、巧克力等,碳酸钙作强化剂,既降低成本,又作为基质材料;碳酸钙还是饲料的添加剂,作为牲畜家禽体内钙质的主要来源,促进牲畜家禽的健康成长;在牙膏中,碳酸钙作为磨擦剂使用,一般填充量大于40%;在化妆品中,较细的优质碳酸钙也作填充剂;碳酸钙还用于印刷油墨、油灰、封蜡、胶粘剂中,大多是起增加体积和降低成本的填充作用。

2 白泥综合利用概况
目前,国内外对白泥的综合利用已经做出了许多工作,主要有利用白泥生产普通硅酸盐水泥、碱渣砖、抹灰砂浆,利用白泥进行烟气脱硫、生产钙镁肥或土壤改良剂、橡胶材料和制碱渣土及填垫材料等等。另外,2005 年8 月青岛碱业股份有限公司从白泥中提炼出了一种用于养鱼、养虾池内的杀菌增产保健产品。此产品经过多次测试,效果也很明显。目前,该技术已正式投入使用,每年可消耗白泥2 万吨。虽然治理白泥的量有限,但显著加快了白泥治理工作的进程,这是白泥综合利用的新突破。
3 利用白泥生产沉淀碳酸钙的研究进展
在造纸行业中,碱回收白泥是制浆造纸过程中采用碱回收技术处理后的副产品,其成分与制碱白泥相似,性质也很接近。而目前对制碱白泥生产沉淀碳酸钙的研究还不多,所以可以借鉴造纸行业碱回收白泥制备碳酸钙的研究作为参考。
沈兴楠等人在1999 年进行了从碱回收白泥中提取碳酸钙的研究,其流程是:经洗涤以除去残余可溶性NaOH、Na2S;经筛选以除去或降低尘埃杂质;通入CO2 气体将过量有效CaO 转化为碳酸钙。化学反应式为:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O再经脱水、烘干、筛分,可以使其各项技术性能指标达到普通沉淀碳酸钙(HG2226—91)的要求。
李仲明等人在2006 年对碱回收白泥制备轻质碳酸钙进行了深入研究,通过对消化前的绿液进行絮凝提纯处理,避免绿液中的炭末、杂土、硅胶及Fe、Mn 离子等杂质进入消化、苛化系统,以提高白泥的白度和纯度,并且开发白泥专用砂磨机对白泥进行定向研磨解絮规整, 使其细度和微观结构满足造纸填料的需要,同时定向研磨又可筛除砂子、焦炭等硬体杂质。具体工艺如下:(1)绿液提纯;(2)消化增白;(3)清洗稳定;(4)定向研磨;(5)轻质CaCO3浆液输送,最后进行干燥处理。
胡祥正等人在2001 年对苇浆黑液碱回收白泥精制填料碳酸钙的研究中,设计了3 种精制方法:水洗法、干燥法和助剂法,找出了白泥精制的最佳条件和可行性路线。其结论为利用水洗法、干燥法和助剂法精制产品碳酸钙的白度由小到大依次增高;各种方法中精制的产品碳酸钙中硅的含量基本稳定,残碱的含量也很低。实施碳酸化操作制得的产品,碳酸钙的残碱含量比没有此步骤操作制得的产品的要低。从物料和能源的消耗看,直接水洗法耗水量大,洗涤l 吨白泥需要30t- 50t 的水,动力和能源消耗多,生产效率低;助剂法消耗水量较少,1 吨白泥只需水5t- 10t;直接碳酸化法精制l 吨白泥只需水3t- 6t,但碳酸化需要CO2。
目前,沉淀碳酸钙行业标准要求其白度≥90 度,而市场上某些行业要求在92 度以上,所以白度是沉淀碳酸钙中重要指标之一。胡庆福等人在2002 年做了对沉淀碳酸钙的增白研究。白泥白度下降的原因是其中含有铁、锰等黑色金属,以Fe、Mn 离子及氧化物形式存在,使白色碳酸钙着色而白度降低。
可以通过化学法增白,其方法为:以除Fe 为例,如果在消化过程中,或在碳化过程中,或在熟浆液中,加入还原剂使其与Fe3+离子及其氧化物起反应,把Fe3+还原成能溶于水的Fe2+离子,经过滤除去白泥中铁离子,以达到除铁增白作用。加入的物质如亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、水合肼等都是强还原剂。另外,通过选择不同的还原剂、络合剂、调节剂和温度进行正交试验,比较其对轻质碳酸钙白度影响程度的大小,确定了最佳增白效果下还原剂、络合剂、调节剂的适宜用量以及最优温度。但是本方法用于白泥的增白,将会带入新的杂质,可能会降低白泥中碳酸钙的含量,影响沉淀碳酸钙产品的质量。
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