碳酸钙废料是一种潜在的造纸助剂

沉淀碳酸钙渊PCC冤作为一种纸张填料袁大量应用在制浆造纸工业中遥然而袁在碳酸钙的生产过程中会产生大量的碳酸钙废料渊PCC废料冤遥欧洲某综合制浆造纸工厂对作为其卫星工厂的PCC生产厂生成的PCC废料进行了理化性质测试遥测试结果表明院PCC废料不仅是一种使土壤肥沃的增效剂渊该厂自1998年以来袁PCC废料一直被用作土壤改良剂袁再也没有采用填埋法处理PCC废料冤袁而且是一种潜在的造纸用助剂和pH缓冲剂遥2006年袁该综合制浆造纸厂生产了大约50.1万t的未涂布高级文化用纸尧31.9万t的纸张尧37.8万t的涂布杂志纸和37.2万t的漂白针叶浆和阔叶浆遥其卫星厂要要要PCC生产厂年产量约为12万t渊干质量冤袁通过管道输送到造纸厂遥图1为该综合厂的生产流程图遥1实验1.1PCC废料理化性质的测定pH和电导率是在固液体积比为1∶2.5的条件下测定的曰绝干物质含量根据欧洲标准SFS-EN12880测定曰灼烧减量(LOI)根据欧洲标准SFS-EN12879测定曰总有机碳渊TOC冤根据欧洲标准SFS-EN13137测定曰中和值渊NV冤根据欧洲标准SFS-EN12945测定曰反应性能值渊ac冤根据欧洲标准SFS-EN13971测定遥1.2营养物质和重金属元素浓度的测定易溶性营养元素渊P尧Ca尧Na尧K尧Mg尧S尧Cu和Zn冤可以在某农产食品研究中心MTT进行测定袁其中的营养物质用渊酸性醋酸铵冤=0.5mol/L渊pH=4.65冤溶液进行萃取袁这种萃取液含有渊乙二胺四醋酸磷酸氢二钠冤=0.02mol/L遥PCC废料中总的重金属元素浓度根据USEPAMethod3052进行测定袁将样品置于微波炉中袁用HF和HNO3的混合物进行分解遥采用USEPAMethod3052分析方法对营养成分提取和总重金属元素作用进行全面审查遥2结果与讨论2.1PCC废料的物理化学性质表1为该欧洲某综合制浆造纸厂中PCC废料的理化性质遥由表1可见袁PCC具有强碱性渊pH=12.6冤袁溶液显碱性说明部分溶解的金属以碱性金属盐尧氧化物尧氢氧化物或碳酸盐的形式出现遥因而袁PCC废料中的可碳酸钙废料是一种潜在的造纸助剂第21卷第2期2009年4月造纸化学品PAPERCHEMICALSVol.21No.2Apr.2009在碳酸钙的生产过程中会产生大量的碳酸钙废料袁由于碳酸钙废料具有较高浓度的钙元素渊168.5g/kg袁干质量冤袁可以形成pH=12.6的碱性条件以及高达42.4%的中和有效值渊以钙当量表示冤袁因此这种废料是一种潜在的造纸用助剂和pH缓冲剂遥参数PCC废料1冤pH电导率/渊mS窑cm-1冤w渊绝干物质冤渊105益冤/%灼烧减量渊550益冤/%w渊总有机碳冤渊TOC冤/%中性值渊NV冤/%Ca2冤反应性能值渊ac冤/%Ca2冤12.67.386.63.61.942.428.4表1PCC废料的理化性质注院1冤重复样本的结果曰2冤以干质量渊w冤形式表示的结果遥图1综合制浆造纸工厂中PCC车间对石灰窑烟道气中丰富的CO2进行利用的流程图CaCO3PCC工厂PCC废料CO2石灰窑CaCO3CaO苛化石灰废料绿液绿液沉渣燃烧CaO白水木料制浆药液和蒸煮木片纸浆洗涤稀黑液蒸发浓黑液碱回收炉溶性碱性金属盐尧氧化物尧氢氧化物和碳酸盐所占的比例超过可溶性酸性成分所占的比例袁结果使PCC废料呈碱性遥此外袁电导率=7.3mS/cm袁表明PCC废料的过滤溶液具有较高的离子浓度袁这显示部分溶解金属以碱金属盐的形式出现袁如氧化物和氢氧化物遥PCC废料的中和值渊NV冤是42.4%[以Ca当量渊干质量冤表示]袁因而只需要0.9t的PCC废料就可代替1t商业石灰石所起的作用遥为了评价PCC废料中石灰原料潜在的中和速度和效果袁需要知道PCC废料的反应性能值渊ac冤遥用ac/NV的比值表示PCC废料的野快速反应冶能力袁该值高达66.9%袁这意味着PCC废料具有极好的中和能力遥2.2PCC废料中营养物质的浓度PCC废料中易溶性营养元素渊P尧Ca尧Na尧K尧Mg尧S尧Cu和Zn冤的浓度如表2所示遥由表2可见袁钙元素是PCC废料中含量最多的袁为168.5g/kg渊干质量冤袁其次是钠尧硫和钾元素遥2.3PCC废料中总重金属元素的浓度PCC废料中一些重金属元素的浓度渊mg/kg袁干质量冤分别为院Al渊1585冤袁B渊8冤袁Be渊0.5冤袁Fe渊1295冤袁Ti渊54冤袁Co渊1冤袁Mn渊51冤袁Mo渊2冤袁Se渊4冤袁Sb渊4冤袁Sn渊2冤和V渊6冤遥虽然PCC废料中重金属元素的浓度很低袁但需要指出的是袁对这些工业残留物的利用还是需要经过主管当局的审批方可遥3结论从综合利用的观点来看袁PCC废料不仅可以用作农业肥料和建筑材料渊比如石灰冤袁而且由于PCC废料具有强碱性渊pH=12.6冤尧高钙元素浓度渊168.5g/kg冤以及高达42.4%的中和有效值渊Ca当量,干质量冤遥因此袁PCC废料是一种潜在的造纸用增效助剂和pH缓冲剂遥渊徐千袁张荣袁崔立编译冤营养物PCC废料/渊mg窑kg-1冤1冤袁2冤PCaNaKMgSCuZn5.0168袁50020012041.52704.18.7表2欧洲某综合制浆造纸厂PCC废料中营养物质的浓度注院1冤重复样本的结果曰2冤以干质量渊w冤形式表示的结果遥造纸化学品第21卷渊上接第25页冤paperindustry[J]援PaperTechnology袁2001袁42渊1冤院32援[11]聂艳秋袁唐正斌援酸化-UBF-混凝法处理制浆造纸废水[J]援中国给水排水袁2002袁18渊6冤院75援[12]邓华袁王淑梅援用粉煤灰吸附法处理污水的模拟试验[J]援黑龙江造纸袁1997袁25渊1冤院9援[13]蒋其昌援造纸工业环境保护概论[M]援北京院中国轻工业出版社袁1992院174援[14]许力援超声波膜电解技术碱回收效果的实验研究[J]援兰州铁道学院学报渊自然科学版冤袁2003袁2渊1冤院127援[15]张玉蕴援浅析造纸厂废水分段处理技术[J]援山西建筑袁2003袁29渊4冤院254援[16]范自强袁王炎红援浅层气浮净水器处理新闻纸机白水[J]援中华纸业袁2001袁22渊1冤院48援[17]Geldmaeher援URUKScheibenfiltration[J]援EinNeuesVerfahrenWochenb1[J].1996袁124渊23辕24冤院1064援[18]武部尚书援对制浆造纸废水AD系统的处理技术[J]援纸中技恊誌袁1996袁50渊11冤院100援[19]Newwastewatertreatmentsystem[J]援PPC袁1996袁97渊11冤院11援[20]金适袁朱卫东.应用白腐真菌处理亚铵制浆废液[J]援纸和造纸袁1999袁18渊2冤院49援[21]秦文娟援白腐菌处理苇浆氯漂废水的脱色机理研究[J]援中国造纸袁2000袁19渊1冤院20援[22]伍健东援制浆造纸废水的生物处理技术[J]援造纸科学与技术袁2002袁21渊1冤院34援[23]张洪芬袁李绪谦袁王春来袁等援土壤渗滤法治理湿地水环境污染[J]援城市环境与城市生态袁2003袁16渊6冤院210援[24]吴玉辉袁李凤翥袁徐维骝援碱法稻草浆造纸废水生态处理封闭循环的实践与研究[J]援上海造纸袁2003袁34渊1冤院48援[25]韩勤有袁徐雅娟袁高升平援生物塘-人工湿地处理制浆造纸废水工程实践[J]援陕西环境袁2003袁10渊3冤院12援[26]余永东袁童茜炜援地表漫流-地表流湿地工艺处理废纸造纸废水[J]援工业水处理袁2003袁23渊12冤院59援[27]谢宗平袁杨自生援关于制浆造纸污水灌溉的探讨[J]援甘肃高师学报袁2001袁6渊2冤院42援[28]周永成袁马晓丽援用石灰法造纸废水灌溉灰场种植作物[J]援粉煤灰综合利用袁2001渊1冤院43援[29]丁歆袁陈克复援造纸工业废水的综合治理及清洁生产[J]援广东造纸袁2000袁19渊6冤院36援[30]岳希明袁王三保袁李伟然袁等援造纸制浆滤液的综合利用[J]援郑州大学学报渊工学版冤袁2003袁24渊2冤院102援[31]张立业袁王尔新袁孙树海援造纸废水的处置及循环利用新技术[J]援承德石油高等专科学校学报袁2002袁4渊2冤院4援作者简介院赵勇渊1975-冤袁男袁助理工程师曰研究方向院制浆造纸及废水处理曰E-mail院[e-mail]遥本文文献格式院赵勇援制浆造纸废水处理技术[J]援造纸化学品袁2009袁21渊2冤院22-25袁60援60窑窑