用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法
【專利摘要】本發明提供了一種用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法，包括如下步驟：收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過一含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進行碳化步驟，獲得含輕質碳酸鈣的漿料。本發明通過將鍋爐煙道氣經過凈化富集后用于碳化法合成輕質碳酸鈣，所制得的輕鈣用于造紙填料或造紙涂布顏料，主要用于銅板紙、涂布白板紙、白卡紙的涂布顏料，以代替價格昂貴的進口高嶺土及煅燒高嶺土，生產出的紙張的白度高、油墨吸收性好，生產成本低。凈化后除去二氧化硫等有害氣體，達到清潔生產的目的。
【專利說明】用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種碳酸鈣生產技術，尤其涉及采用鍋爐煙道氣中的ニ氧化碳碳化法合成輕質碳酸鈣的方法。
【背景技術】
[0002]鍋爐煙道氣中主要含有大量的氮氣、ニ氧化碳和少量的一氧化碳、ニ氧化硫及微量的有害氣體和煙塵等物質。CN1085188A公開了ー種エ業煙氣用于生產輕質碳酸鈣的エ藝，其在煙道氣進行凈化除塵后，不用分離直接與石灰水反應生產碳酸鈣沉淀，顯然，由于其中二氧化硫會和石灰水中的氫氧化鈣發生反應生成亞硫酸鈣沉淀，導致輕鈣產物的純度不高，并且會影響后續的應用效果。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。
[0004]本發明所述的用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法，包括如下步驟:收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過ー含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進行碳化步驟，獲得含輕質碳酸鈣的漿料。
[0005]其中，辛化硅膠優選粒徑l_3mm，堆積密度0.79-0.8g/ml,比表面積750_800m2/g ；
[0006]所述純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達到30-70% ；
`[0007]所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在
0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出ロ方向減壓至0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。
[0008]所述碳化步驟包括:
[0009]在重量濃度為5-25%的氫氧化鈣水漿料中加入分散劑，然后將漿料送入研磨設備研磨，同時從研磨設備底部通入所述純化的鍋爐煙道氣進行碳化，使研磨和碳化同時進行；碳化溫度為10-70°C，碳化至氫氧化鈣漿料的pH為6.5-7.5，獲得含輕質碳酸鈣的漿料；
[0010]所述分散劑選自磷酸酯鹽、聚丙烯酸鈉、三こ醇胺、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的ー種或兩種以上，分散劑的加入重量為氫氧化鈣的0.1-5%。
[0011]所述磷酸酯鹽為磷酸酯的銨鹽、鈉鹽或鉀鹽；
[0012]磷酸酯鹽的疏水基團為含6-18個碳原子的碳氫結構；
[0013]所述的研磨設備可以是砂磨機或攪拌磨，研磨設備可以一臺或兩臺以上串聯使用。
[0014]得到的輕質碳酸鈣的平均粒徑為0.2—2.0 μ m，其中顆粒粒徑小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的60—100%。[0015]本發明通過將鍋爐煙道氣經過浄化富集后用于碳化法合成輕質碳酸鈣，所制得的輕鈣用于造紙填料或造紙涂布顔料，主要用于銅板紙、涂布白板紙、白卡紙的涂布顏料，以代替價格昂貴的進ロ高嶺土及煅燒高嶺土，生產出的紙張的白度高、油墨吸收性好，生產成本低。本發明的突出優點在于:超細碳酸鈣平均粒徑0.2--0.8μπι，粒徑小、粒度分布窄，晶形規則，可提高紙的光澤度、油墨吸收性等。浄化后除去ニ氧化硫等有害氣體，達到清潔生產的目的。
[0016]本發明所制得的輕質碳酸鈣漿料直接用于涂布而不需烘干，可節約成本，避免超細顆粒在干燥過程中的團絮問題。
【具體實施方式】
[0017]實施例中，組分的用量均為重量份。
[0018]實施例1
[0019]鍋爐煙道氣的凈化純化:
[0020]收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質，浄化除塵器中可設置多層過濾板以吸附除去在煙道氣中的固體微小顆粒物；初步凈化后的煙道氣再通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫，煙道氣中含 有的少量ニ氧化硫氣體和碳酸氫鈉反應從而被去除，同時反應生成的ニ氧化碳又可以提高ニ氧化碳濃度；接著通過ー個含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣，所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出口方向減壓至
0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進行碳化步驟，獲得含輕質碳酸鈣的漿料。其中，辛化硅膠粒徑l_3mm，堆積密度0.79-0.8g/ml,比表面積750_800m2/g。得到的純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達到30-70%。通過變壓吸附步驟，一方面ニ氧化碳氣體的純度得到一定提高，另ー方面可以進一歩去除其中的有害氣體，包括ニ氧化硫、一氧化碳等等，得到浄化的ニ氧化碳氣體。
[0021]氫氧化鈣漿料的碳化:
[0022]在重量濃度為20%的氫氧化鈣(平均粒徑為10 μ m)水漿料中，加入為超細氫氧化鈣干重的1%的含12個碳原子的磷酸酯銨鹽，同時加入為氫氧化鈣干重的0.3%的聚丙烯酸鈉，將氫氧化鈣漿料用氣動隔膜泵送入5臺串聯的80升的立式砂磨機，進料流量為8升/分鐘。同時從每臺砂磨機底部通純化的鍋爐煙道氣，流量為50升/分鐘，開啟砂磨機，使研磨和碳化同時進行。出第5臺砂磨機的衆料完全碳化好,衆料的pH為6.7,碳化溫度為45°C,得到的超細碳酸鈣的平均粒徑為0.4 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的99%。
[0023]實施例2
[0024]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實施例1。
[0025]在重量濃度為5%的氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的0.8%的聚丙烯酸鈉，將氫氧化鈣漿料用氣動隔膜泵送入兩臺串聯的300升立式砂磨機，進料流量為15升/分鐘。同時從每臺砂磨機底部通純化的鍋爐煙道氣，流量為90升/分鐘，開啟砂磨機，使研磨和碳化同時進行。出第二臺砂磨機的漿料完全碳化好，漿料的pH為
7.0，碳化溫度為70°C，得到的超細碳酸鈣的平均粒徑為0.5 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的98%。
[0026]實施例3
[0027]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實施例1。
[0028]在重量濃度為25%的普通氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的2%的含14個碳原子的磷酸酯鉀鹽，將氫氧化鈣漿料送入一臺3立方米的攪拌磨中，從攪拌磨底部通純化的鍋爐煙道氣，開啟攪拌磨，以80轉/分鐘攪拌研磨碳化8小時，水漿料的pH為6.7，碳化溫度為30°C，混合氣體氣體流量為300升/分鐘。得到的超細碳酸鈣的平均粒徑為0.5 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的93%。
[0029]實施例4
[0030]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實施例1。
[0031 ] 在重量濃度為14%的普通氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的1.5%的含10個碳原子的磷酸酯鉀鹽，同時加入為氫氧化鈣干重的0.5%的三こ醇胺，將氫氧化鈣漿料送入一臺3立方米的攪拌磨中，從攪拌磨底部通純化的鍋爐煙道氣，開啟攪拌磨，以80轉/分鐘攪拌研磨碳化6小時，水漿料的pH為6.5，碳化溫度為60°C，混合氣體氣體流量為400升/分鐘。得到的超細碳酸鈣的平均粒徑為0.3 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的97%。
[0032]實施例測試
[0033]在銅版卡紙面涂配方中，使用上述實施例制備得到的輕質碳酸鈣樣品代替部分的美國瓷土及煅燒高嶺土，考察涂布紙樣的物理指標和印刷適性等性能變化情況。面涂實驗采用帶中涂的白卡紙，使用線性涂布棒進行面涂，涂布量10g/m2 ;與原配方的涂布紙樣進行對比。涂布壓光條件:分 別取上述涂布紙樣用小型壓光機硬壓光兩次(0.3Mpa, 90°C)。
[0034]表1面涂面涂配方
[0035]
編號
\對比樣實施例1 實施例2 實施例3 實施例4
—質量配比％ \
GCC-95 g2828282828
超細 PCCg/50505050
美國土 g388888
鍛燒土 g288888
塑性顏料g66666
[0036]表2涂布紙樣檢測數據
[0037]
【權利要求】
1.用鍋爐煙道氣生產輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，包括如下步驟:收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過ー含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進行碳化步驟，獲得含輕質碳酸鈣的漿料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述辛化硅膠的粒徑l_3mm，堆積密度.0.79-0.8g/ml,比表面積 750_800m2/g。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出口方向減壓至0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。
4.根 據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達到30-70%。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述碳化步驟包括:在重量濃度為5-25%的氫氧化鈣水漿料中加入分散劑，然后將漿料送入研磨設備研磨，同時從研磨設備底部通入所述純化的鍋爐煙道氣進行碳化，使研磨和碳化同時進行；碳化溫度為10-70°C，碳化至氫氧化鈣漿料的pH為6.5-7.5，獲得含輕質碳酸鈣的漿料。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述分散劑選自磷酸酯鹽、聚丙烯酸鈉、三こ醇胺、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的ー種或兩種以上，分散劑的加入重量為氫氧化鈣的0.1-5%。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述磷酸酯鹽為磷酸酯的銨鹽、鈉鹽或鉀鹽。
8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，磷酸酯鹽的疏水基團為含6-18個碳原子的碳氫結構。
9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的研磨設備可以是砂磨機或攪拌磨，研磨設備可以一臺或兩臺以上串聯使用。
10.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，得到的輕質碳酸鈣的平均粒徑為.0.2-2.0 μ m，其中顆粒粒徑小于2 μ m的顆粒占總顆粒數的60—100%。
【文檔編號】C01F11/18GK103449494SQ201310380276
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】施曉旦, 田雨, 田久旺, 鄭小群 申請人:上海東升新材料有限公司