草浆碱回收绿液引晶法除硅工艺研究

发布时间：2018-03-29 12:03

  本文选题：麦草浆绿液　切入点：引晶法除硅　出处：《陕西科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：由于木材资源的短缺,草类原料成为制浆造纸的重要纤维原料。众所周知,草类原料的硅含量较高,给制浆造纸碱回收工序带来了一系列严重的问题。针对麦草浆碱回收绿液硅含量高的问题,本论文主要研究了二氧化碳一步法和引晶法除硅的工艺条件,并探讨了二氧化硅结晶的相关性质。采用二氧化碳一步法对绿液进行除硅,结果显示,随着反应温度的升高,二氧化硅的粒径先减小后增大,当反应温度为40℃时,二氧化硅的粒径最小,为70.89nm;随着搅拌速度的增加,二氧化硅的粒径先增大后减小,当搅拌速度为100r/min时,二氧化硅的粒径最小,为95.07nm;随着二氧化碳通入量的增加,二氧化硅的粒径增大,当通入量为5L时二氧化硅的粒径最小,为101.99nm。然后在上述的最佳条件下对绿液进行除硅,并对得到的二氧化硅进行了扫描电镜、红外光谱、X衍射等分析,结果表明,所得二氧化硅是无定型的纳米颗粒,而且这种颗粒近似球形,其粒径分布为70.89nm~171nm。引晶法除硅指的是将提前制备好的晶种加入到绿液中,然后通入二氧化碳,使后续产生的晶体微粒吸附在晶种表面,并在其表面生长。在引晶法对麦草浆碱回收绿液除硅的过程中(每次实验绿液的总量为400m L),当引晶量从2%增加到15%,沉淀颗粒的沉降性能变差,平均粒径从61.90μm下降到52.95μm,滤水时间从83s增加到113s,绿液的除硅率降低了3.99%,因此适宜的引晶量为2%。当反应温度从20℃上升到80℃,沉淀颗粒的沉降性能和滤水性能显著变好,但除硅率下降了2.43%,颗粒平均粒径从56.75μm下降到16.4μm,过高的温度增加了硅酸的溶解度,不利于硅的沉淀析出,因此适宜的温度为60℃。当搅拌速度从100 r/min增加到400 r/min,沉淀颗粒的沉降性能变好,平均粒径增加了12.13%,滤水时间从161s减小到93s,绿液的除硅率增大了3.72%,当搅拌速度为300r/min时沉淀颗粒的沉降性能和滤水性能已较好。随着养晶时间的延长,沉淀颗粒的沉降性能和滤水性能均变好,绿液的除硅率也增大,但养晶时间太长会降低工作效率,因此合适的养晶时间为60min。随着CO2的通入,绿液p H值逐渐降低,当通入量达到15L时,绿液p H下降到8.2后就基本不变,随着二氧化碳的通入量的增加,沉淀颗粒的沉降性能变好,平均粒径增大,滤水时间变短,且绿液的除硅率增大,当体系p H为9.73时,除硅率达到98.76%。然后在引晶量为2%,搅拌速度为300 r/min,养晶时间为60min,反应温度为60℃的条件下采用引晶法对麦草浆绿液除硅,将得到的沉淀过滤、洗涤、干燥,并对其进行了扫描电镜、红外光谱、X射线等手段的分析,结果表明,得到的二氧化硅是纳米级的无定型态,并且出现了一定程度的凝聚现象,其粒径的分布范围为147.7nm~265.6nm,比表面积为89.14 m2/g。
[Abstract]:Because of the shortage of wood resources, grass material has become an important fiber raw material for pulping and papermaking. As we all know, the silicon content of grass raw material is high. A series of serious problems have been brought to the alkali recovery process of pulping and papermaking. Aiming at the problem of high silicon content in green liquid recovered from wheat straw pulp, this paper mainly studied the technological conditions of removing silicon by carbon dioxide one-step method and crystal induction method. The related properties of silicon dioxide crystallization were discussed. The results showed that with the increase of reaction temperature, the particle size of silicon dioxide decreased first and then increased, when the reaction temperature was 40 鈩，

本文编号：1681045