專利名稱：一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法
技術領域：
本發明涉及一種造紙助留用硅微粒漿體的制備方法，特別涉及一種用氯氧化鋯生產排放廢渣、液制備造紙助留用硅微粒漿體的制備方法。
背景技術：
氯氧化鋯是鋯鹽化工生產的主要基礎產品，中國氯氧化鋯年生產能力已達20萬噸，每生產I噸氯氧化鋯成品約副產酸性濕硅渣I噸、稀堿和酸液合計約20m3，目前部分用做生產偏硅酸鈉、陶瓷減水劑、水玻璃等，但由于市場容量有限，大量的硅渣、稀堿和稀酸液采用中和后壓濾、填埋處理，對資源和環境造成一定的浪費和危害，硅渣、稀堿和酸液的處理已成為制約氯氧化鋯生產企業發展的重要難題。造紙用助留劑是近年來配合高速造紙機需要發展起來的新型造紙用配套助劑與應用技術，助留劑是采用無機微粒和陽離子聚丙烯酰胺結合使用的助留應用體系，以有效滿足大型高速及夾網紙機對造紙纖維要求快速絮凝、助留和成紙均勻的要求。目前所用的較好無機微粒有經處理的膨潤土和膠體硅微粒，其中，膠體硅微粒常規工藝是用工業硫酸、硅酸鈉和二氧化碳為主要原料，利用帶攪拌的反應釜制備聚硅酸鹽微粒溶液，再同陽離子聚丙烯酰胺溶液混合配套使用到造紙生產系統。使用助留劑造紙技術可顯著提高紙機成紙速度，降低回水纖維含量，造紙助留技術是現代造紙業發展的重要技術之一。
發明內容
本發明的目的在于提供一種資源利用合理處理氯氧化鋯生產排放鋯硅渣、稀堿和酸液以制備造紙用助留微粒漿體的新方法。
本發明的目的是這樣實現的:
①加壓溶解:將鋯硅渣、稀堿液配料在密閉容器中加壓溶解；
②壓濾除渣:采用板框壓濾機除去未溶解其主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；
③中和析硅:將壓濾后的清液用廢酸液中和，析出硅微粒；
④表面處理:經硅微粒料漿加陽離子聚丙烯酰胺溶液進行表面接枝、絮凝改性處理；
⑤老化沉降:將處理過的改性漿料老化、沉降，使成膠微粒粒度均勻；
⑥清液分離:沉降后排出多余的清液，調整漿體固含量合格后裝桶包裝。更具體說，所述步驟①用的鋯硅渣和稀堿液為氯氧化鋯生產排放的廢渣、液，鋯硅渣含SiO2的質量分數15%-25%，稀堿液Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%，控制加壓溶解配料漿液Si02/Na20質量分數比為1.3^1.5、(Si02+Na20)的質量分數和為20% 30%，加熱溫度120°C 140°C，時間2h 4h ；
所述步驟③用的廢酸液為氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液，用其將壓濾后的清液中和至PH為6 8，析出硅微粒；所述步驟④中，所用陽離子聚丙烯酰胺分子量500萬-1000萬，使用時配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的0.59Γ1.5%，攪拌改性0.5h ； 所述步驟⑤中，沉降老化時間3h_5h ； 所述步驟⑥中，控制排除上清液后漿體固含量> 30%為合格濃度。
積極有益效果:采用上述發明內容技術方案的本發明，合理地利用了氯氧化鋯生產排放鋯硅渣、稀堿和酸液中的SiO2、Na2O^H+組分，沉降后排出的含近中性液體返回硅渣配料或堿溶料漂洗系統，回收的鋯渣可返回氯氧化鋯生產系統；制備的造紙用助留微粒漿體是市場容量大的應用產品。發明技術提出了解決氯氧化鋯生產系統鋯硅渣、稀堿和酸液出路利用難題的新方法，和新的造紙助留用硅微粒原料路線，發明技術與開發的產品具有較好的應用領域和市場容量，技術可產生較好的社會和經濟效益，為氯氧化鋯生產企業擴大裝置規模提出了解決發展技術瓶頸的新工藝。
圖1為本發明的工藝流程圖。具體實施方式
實施例1 一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下: 將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.3、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為30%投入密閉反應釜中，加熱至120°C，保溫溶解4h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為6，析出硅微粒；用分子量500萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的1.5%，攪拌改性0.5h ;老化沉降3h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。
實施例2 一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下: 將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質`量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.3、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為20%投入密閉反應釜中，加熱至120°C，保溫溶解2h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為8，析出硅微粒；用分子量500萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的0.5%，攪拌改性0.5h ;老化沉降5h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。
實施例3 一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下: 將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.5、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為30%投入密閉反應釜中，加熱至130°C，保溫溶解4h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為6，析出硅微粒；用分子量500萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的1.0%，攪拌改性0.5h ;老化沉降4h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。實施例4
一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下:
將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.5、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為20%投入密閉反應釜中，加熱至130°C，保溫溶解2h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為8，析出硅微粒；用分子量500萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的1.0%，攪拌改性0.5h ;老化沉降4h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。實施例5
一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下:
將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.4、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為25%投入密閉反應釜中，加熱至130°C，保溫溶解3h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為6，析出硅微粒；用分子量1000萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的
0.5%，攪拌改性0.5h ;老化沉降5h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。實施例6
一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下:
將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.4、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為25%投入密閉反應釜中，加熱至130°C，保溫溶解3h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為6，析出硅微粒；用分子量1000萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的
1.0%，攪拌改性0.5h ;老化沉降4h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。實施例7
一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙用助留硅微粒漿體的方法，它的步驟如下: 將含Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%的稀堿液與含SiO2質量分數為15%-25%鋯硅渣按控制配料漿液的Si02/Na20質量分數比為1.4、漿液(Si02+Na20)的質量分數和為25%投入密閉反應釜中，加熱至130°C，保溫溶解3h ;冷卻后采用板框壓濾機除去未溶解主要成分為ZrSiO4的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；用氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清pH < 2的稀鹽酸液將壓濾后的清液中和至pH為6，析出硅微粒；用分子量1000萬的陽離子聚丙烯酰胺配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的1.5%，攪拌改性0.5h ;老化沉降3h，通過老化沉降過程使粒度均勻；排出多余的上清液，使漿體固含量達到> 30%,即可裝桶包裝出售。采用上述發明內容技術方案的本發明，合理地利用了氯氧化鋯生產排放鋯硅渣、稀堿和酸液中的Si02、Na2O, H+組分，沉降后排出的近中性液體返回硅渣配料或堿溶料漂洗系統，回收的鋯渣可返回氯氧化鋯生產系統，制備的造紙用助留微粒漿體是市場容量大的應用產品。技術提出了解決氯氧化鋯生產系統鋯硅渣、稀堿和酸液出路利用的難題，開發的產品具有較好的應用領域和市場容量，技術可產生較好的社會和經濟效益，為氯氧化鋯生產企業擴大裝置規模提出了解決發展技術瓶頸的新工藝。以上實施例僅用于說明本發明的優選實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在所述領域普通技術人員所具備的知識范圍內，本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替代和改進等，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍之內。
權利要求
1.一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，其特征在于它的步驟如下: ①加壓溶解:將鋯硅渣、稀堿液配料在密閉容器中加壓溶解； ②壓濾除渣:采用板框壓濾機除去未溶解其主要成分為鋯英砂的鋯渣，回收的鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統； ③中和析硅:將壓濾后的清液用廢酸液中和，析出硅微粒； ④表面處理:將硅微粒料漿加陽離子聚丙烯酰胺溶液進行表面接枝、絮凝改性處理； ⑤老化沉降:將處理過的改性漿料老化、沉降，使成膠微粒粒度均勻； ⑥清液分離:沉降后排出多余的清液，調整漿體固含量合格后裝桶包裝。
2.根據權利要求1所述的一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，其特征在于:所述步驟①用的鋯硅渣和稀堿液為氯氧化鋯生產排放的廢渣、液，鋯硅渣含SiO2的質量分數15%-25%，稀堿液Na2O質量分數為6% 10%、SiO2質量分數1%_3%，控制加壓溶解配料漿液Si02/Na20的質量分數比為1.3^1.5、(Si02+Na20)的質量分數和為20% 30%，加熱溫度120°C 140°C，時間2h 4h。
3.根據權利要求1所述的一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，其特征在于:所述步驟③用的廢酸液為氯氧化鋯生產酸溶工序排放的經澄清PH < 2的稀鹽酸液，用其將壓濾后的清液中和至PH為6 8，析出硅微粒。
4.根據權利要求1所述的一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，其特征在于:所述步驟④中，所用陽離子聚丙烯酰胺分子量500萬 1000萬，使用時配成0.1%的溶液，加入聚丙烯酰胺量為溶液含SiO2量的0.59Γ1.5%，攪拌改性反應0.5h。
5.根據權利要求1所述的一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，所述步驟⑤中，老化、沉降時間為3h-5h。
6.一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，所述步驟⑥中，控制排除上清液后漿體固含量> 30%為合格濃度。
全文摘要
本發明公開了一種用氯氧化鋯排放廢渣液制備造紙助留用硅微粒漿體的方法，步驟如下①加壓溶解將鋯硅渣、稀堿液配料在密閉容器中加壓溶解；②壓濾除渣采用板框壓濾機除去未溶解的鋯英砂殘渣，回收鋯渣返回氯氧化鋯堿溶系統；③中和析硅將壓濾后的清液用廢酸液中和，析出硅微粒；④表面處理經硅微粒料漿加陽離子聚丙烯酰胺溶液進行表面接枝、絮凝改性處理；⑤老化沉降將處理過的改性漿料老化沉降，使成膠微粒粒度均勻；⑥清液分離沉降后排出多余的清液，調整漿體固含量合格后裝桶包裝。本發明解決了氯氧化鋯生產排放鋯硅渣、稀堿和酸液的利用難題，制備的造紙用助留劑微膠粒漿體是市場應用容量大的產品，可產生較好的社會和經濟效益。
文檔編號D21H21/10GK103174059SQ201310081340
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者孫亞光, 余麗秀 申請人:河南工業大學