碳酸钙填料选择及其浓度的控制
申 恩
(河北省唐山第一造纸厂,河北唐山 063001)
Ξ
摘要:综述了造纸加填的意义及填料选择的依据,阐述了碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重(以波美度°Be’表示)之间的关系,从而得到了控制碳酸钙溶液质量浓度的简便方法,省时省力,直接指导生产。
关键词:加填;碳酸钙;质量浓度;比重;车间控制
中图分类号:TS72716 文献标识码:A 文章编号:1007-2225(2000)03-0035-02)
TheOptionandControlofConsistenceofCalciumCarbonate
SHENEn
(TheFirstPaperMillofTangShanHeBeiProvince,TangShan 063001,China)
Abstract: Inthisarticlenotonlysummarizestheimplicationoffillingandthecaseforoptionoffillerbutalsoex2),sopoundstherelationsbetweentheconsistenceandspecificgravityofcalciumcarbonatesolutions(expressby°Be’thatweacquiredthesimplywayonhowtocontroltheconsistenceofcalciumcarbonatesolutions1Throughthisway,ithelpsussavedtimeandlabor,aswellastellsushowtomanufacturedirectly1Keywords filler;calciumcarbonate;consistence;gravity;workshopcontrol
1 前 言
加填料是向纸料悬浮液中加入不溶于水的矿物或合成填料。
加填料能改进纸的性能,并可节约纤维,降低用浆量。填料的主要目的在于提高纸张的不透明度和亮度,同时改进纸面的平滑度和均匀状态,增加纸张的柔软性,降纸纸张的吸湿性和变形程度,而且张纸吸墨性能较好,适印性强。
①填料应具备较高的白度和光泽度,使其在加填后有助于提高纸的白度和光泽度。②颗粒应细腻且均匀(要求能通过180～200目筛),能较多地留存于纸页中。
③要求填料有较高的纯度,不含沙粒和其它杂质,以免影响纸面平滑和在抄纸过程中造成堵塞滤网(铜网或聚脂网)和毛布的不良后果。④折光率要大,散射系数较高,增强覆盖能力,提高纸张的不透明度。
⑤填料的溶解度要小,以减少制备过程中被溶解而造成的损失。
⑥化学性能较稳定,不易受酸碱作用,也不易产生氧化或还原反应。
⑦资源丰富,价格低廉。
2 加填选择的依据
不同质量的纸张,不同的工艺要求,所需添加
填料不尽相同。填料的选择一般依据以下几个因素:
Ξ
收稿日期:1999-12-09
溶液比重呈现线性关系,当碳酸钙溶液比重小于
410°Be’时,二者之间的关系偏离线性关系,如附图所示
。
轻质碳酸钙为白色晶体或极细的轻质粉末,溶解于酸而放出二氧化碳,碳酸钙含量达98%以上,
μ比重为2150～2165,粒度为011～0135m,折光率
为11658,散射系数(100sp)为28～36,亮度为9819%。碳酸钙亮度较大,吸收油墨的性能也较
好,成纸柔软,紧密而有光泽,常用于生产薄印刷纸(薄凸版纸、字典纸)。由于碳酸钙可以调节纸的燃烧速度,烧成的灰发白,所以可用于卷烟纸。
总之,碳酸钙作为造纸填料的优点很多,如白度好、松厚度好、耐久、透气性好、磨损小、折叠性好、柔软性好、吸墨性好、减少紫外线的吸收、可以控制燃烧速度等等。
3 碳酸钙质量浓度的车间控制
由于碳酸钙作为填料具有以上优点,所以在生产卷烟纸和滤嘴棒纸时选择了碳酸钙作为填料。
轻质碳酸钙用量较高时,将较大地影响纸的物理强度,车间化验站必须对其加入量进行严格控制。
311 实验室测定碳酸钙质量浓度的基本方法
附图 碳酸钙溶液质量浓度比重图
在生产过程中,对于不同纸的质量要求,我们一般控制碳酸钙溶液的比重在610～1010°Be’。所以,如附图所示,碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重之间的线性关系完全适用于生产。根据附图,将碳酸钙溶液比重和碳酸溶液质量浓度列表如下:
附表 CaCO3比重与CaCO3含量对应表
碳酸钙比重碳酸钙质量浓度碳酸钙比重碳酸钙质量浓度
(g/L)(g/L)/°Be’/°Be’
310
[***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********]521215415吸取5mL试样于250mL锥形瓶中,加入2～3滴甲基橙指示剂,由滴定管中加入过量的盐酸标准溶液(c=0.5mol/L),置于电炉上加热煮沸,待冷却后,以氢氧化钠标准溶液(c=0.5mol/L)中和过量的盐酸标准溶液。
反应式为:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑HCl+NaOH=NaCl+H2O
计算:
(N2V2-N1V1)×011CaCO3(g/L)=×1000
5
式中,N2V2———加入盐酸标准溶液的量浓度和
体积,N1V1———消耗氢氧化钠标准溶液的量浓度和体积数,011———与1mL盐酸标准溶液(c=1mol/L)相当的碳酸钙质量(g)。
312 碳酸钙溶液质量浓度与比重之间的关系
由于上述方法费时费力,不利于直接指导生产,因此,我们想到了找出碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重(以波美度°Be’表示)之间的关系。通过试验我们发现,当碳酸钙溶液的比重在410～1210°Be’时,碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙
(下转第39页)
513 效益分析
(上接第36页)313 实际应用
根据聚合硫酸铁、聚合氯化铝、硫酸铝对造纸中段废水处理试验,废水达标排放纯用药费用:聚合硫酸铁为014～016元/t,聚合氯化铝为110～115元/t,硫酸铝为210～310元/t。因此,应用聚合硫酸铁有明显的经济效益。
通过试验对比可知,聚合硫酸铁是比较理想的混凝剂,不仅用于造纸废水的处理,而且广泛应用于印染、屠宰制药、洗煤水、含油废水和自来水等的处理。因此,聚合硫酸铁有很大的环保价值,应进行广泛推广应用。参考文献:
[1] 孙剑辉等1絮凝剂PFCS的制备及其性能研究[J]1环境科学,
1996,17(4):591
[2] 夏畅斌等1煤矸石制备高效PSA混凝剂[J]1煤炭加工与综合
车间化验站在测得碳酸钙比重之后,对照上表
就可直接查出相对应的碳酸钙质量浓度数值。
碳酸钙比重的测定法是:取溶解池代表性试样于500mL玻璃量筒中,马上插入波美计。注意波美计不能碰在量筒壁上,以免引起测量误差,待波美计稳定时立即读数。
对照附表,查出碳酸钙质量浓度数值,便可及时、准确、有效地指导生产。参考文献:
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社,19971
[2] J1P1凯西(美)1叶惠莲等译1制浆造纸化学工艺学[M]1北
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[3] 雷华,袁书玉1无机絮凝剂-聚合硫酸铁制备方法的评价[J]1
京:中国轻工业出版社,19881
[3] 隆言泉主编1制浆造纸工艺学(下册)[M]1北京:中国轻工业
环境保护,1997,4(234):151出版社,19921
作者简介:汤海波(1963～),男,青岛海洋大学毕业,
工程师,获山东省科委二等奖1次、菏泽地区科委三等奖2次,山东省科协第五届优秀学术论文三等奖1篇,发表论文7篇。
作者简介:申恩(1966～),男,河北唐山市第一造纸厂中心试验室工程师,研制开发了仿涂改证券纸、高强滤嘴棒纸、育果袋纸等10余种新产品。发表论文17篇。
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《造纸化学品》编辑部