用阳离子纳米颗粒在造纸生产过程中去除胶体和可溶性物质制造技术

阳离子纳米颗粒加入纤维浆料中，并迅速混合均匀，能有效地去除水中胶体和可溶性物质。在造纸过程中，去除的污染物质随造纸浆料留在纸页中而净化白水。

【技术实现步骤摘要】

用阳离子纳米颗粒去除水中胶体和可溶性污染物质，并在造纸过程中留在纸页上而随产品一起除去。
技术介绍
随着吨纸用水量的减少，水中阴离子胶体和可溶性物质在白水循环过程中积累，这些污染物对造纸过程，造纸产品产生非常严重的负面影响。目前，广泛应用的技术为化学去除法—在造纸过程中，应用阴离子污染物捕捉剂—阳离子聚合电解质—可为低分子量，高电荷密度的阳离子有机聚合物，如polyamines，poly-DADMAC，PAM，polyethylene等.另外，也可加入阳离子铝化物，包括明矾，氯化铝，硝酸铝，和聚合化铝，聚合硫酸铝，聚合矽酸及他们的混合物。聚合铝也可有氯以外的离子如硫酸，磷酸和有机酸离子等。人们也进行了无机填料的探索，如Talc，Kaolin，CaCO3等。然而，上述的这些方法还不能有效的净化白水。
技术实现思路
本专利技术是关于使用阳离子纳米硅有效地从纤维浆料中去除胶体和可溶性物质，并在造纸生产过程因留着在纸页中而净化白水。主要基理是阳离子纳米颗粒通过电中和，颗粒架桥絮凝及静电吸附来去除阴离子的胶体和可溶性污染物。上述的带正电荷的纳米硅，其特殊表面积可以为50m2/g到5000m2/g。纳米硅的表面阳离子性可由颗粒表面涂有阳离子化学组分而产生。如可参考美国专利U.S.Pat.s No.3,007,878；3,719,607及其他专利中描述的制备。在用碱金属盐改性时，通常是和碱性多价金属盐反应而使颗粒表面带有正电。过程稳定剂可使用硼酸，磷酸，碳酸的碱金属，碱土金属，和氨等。相比多价金属盐如铬，锆等的氯化，硝酸，或醋酸盐类，多价铝盐可为价格较低，也容易得到的改性金属盐。例如用铝盐改性的阳离子硅，Al/Si摩尔比可以为1∶30到30∶1之间。本专利技术所用的阳离子纳米硅使用前最好稀释到0.1到2.0％重量百分比。阳离子纳米硅用量可为0.1-20kg/ton，以阳离子纳米硅和纤维浆干重计算。适合量为1-6kg/ton，可在1-3kg/ton或更少的用量获得好的污染物去除效果。本专利技术可用于不同纸浆纤维组成的造纸浆料。这里纸浆纤维可为针叶木，阔叶木的化学浆，机械浆，比如硫酸盐浆，亚硫酸盐浆，热磨机械浆，磨石磨木浆，木片磨木浆，化机浆等。也可用于回收纤维和非木材纤维浆料。造纸浆料可含有传统的矿物填料。如高岭土，钛白粉，滑石粉，石膏，碳酸钙等。以及传统造纸过程中的添加剂，如干强剂，湿强剂，染料等。阳离子纳米硅应在混合填料前加入到纸浆纤维悬浮液中，pH4-9，浆浓可以为0.2％到3.5％。这些去除的污染物，在造纸过程中留着在纸页上，也可与其他有机阳离子合成有机助剂、添加剂一起使用。对纸的质量没有负面影响。本专利技术的有益效果是使用纳米颗粒加入纤维浆料中去除水中的胶体和可溶性物质，可降低COD大约50％，70-80％阳离子纳米颗粒可留在纸页中，也提高纤维浆料的留着率，对造纸过程产生正面影响，对产品质量没有负面影响。用量少，效率高，易于操作。广泛地适合各种造纸条件的纸和纸板产品的生产。具体实施方法1.实例1，2和3按如下过程准备。用在实例1中的纤维浆料是100％ Spruce热磨机械浆，用氢氧化钠和盐酸调pH到6.5。纳米颗粒为阳离子纳米硅(A)含有5.9％Al2O3，9.9％SiO2和阳离子纳米硅(B)含有25.9％Al2O3，3.9％SiO2。用量是以阳离子硅和纤维浆的干重计算。在关闭下出口的Britt动态脱水瓶装内，在1000转/分的转速下，加入阳离子硅。搅拌3分钟后，取前100秒的流出液。用离心分离方法得到含有胶体和可溶性物质的上水样，根据SCAN-CM 45∶91标准，检测COD。 2.用在实例2中的纳米颗粒为阳离子纳米硅(A)，纤维浆料是100％Spruce热磨机械浆，用氢氧化钠和盐酸调pH到8.5。 3.用在实例3中的纳米颗粒是阳离子纳米硅(A)，纤维浆料是100％ Spruce热磨机械浆，纸浆浓度为2-10g/l，pH4-9。COD去除率提高了10-26％。4.在实例4中，将加入阳离子纳米颗粒(A)的纤维浆料，混合均匀。并在1.63g/l的浓度下，用实验室抄纸机制成纸页，跟据SCAN-P标准检测纸页的物理指标和硅留着率。纤维浆料为Spruce热磨机械浆，Pine硫酸盐浆，及混合浆。阳离子硅用量为0.5-3kg/ton，大约70-85％的硅可留在纸页中，纸页强度不变。权利要求1.阳离子纳米颗粒加入纤维浆料中，并迅速混合均匀，能有效地去除水中胶体和可溶性物质。在造纸过程中，去除的污染物质随造纸浆料留在纸页中而净化白水，用阳离子纳米硅去除水中污染物，对造纸过程产生正面影响，产品质量不变。2.根据权利1所述的纤维浆料，其特征为混和填料前浆料，可以是针叶木、阔叶木的机械浆，化学浆，化机浆，及回收纤维和非木材纤维浆。pH 4-9，浆料浓度可为0.2％到3.5％。3.根据权利1所述的造纸浆料，其特征是纤维浆料可以不含或含有传统造纸填料，及一定的造纸助剂及其他添加剂。4.根据权利1所述的阳离子纳米硅颗粒，其特征是颗粒特殊表面积可以是50m2/g到5000m2/g。表面阳离子性可以因表面涂有阳离子性化学组分而产生。5.根据权利4所述的阳离子纳米硅颗粒，其特征为例如可以由多价碱金属盐改性而使硅表面带有正电荷，特别是价格经济的金属盐，如铝等多价金属盐，颗粒表面Al/Si摩尔可以在1∶30到30∶1之间。6.根据权利1所述的阳离子硅，加入量可为0.1-20公斤/吨，以阳离子硅和纤维干重计算。全文摘要阳离子纳米颗粒加入纤维浆料中，并迅速混合均匀，能有效地去除水中胶体和可溶性物质。在造纸过程中，去除的污染物质随造纸浆料留在纸页中而净化白水。文档编号D21C9/08GK1940178SQ200510104998公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月26日 优先权日2005年9月26日专利技术者邓俐 申请人:邓俐本文档来自技高网...

【技术保护点】
阳离子纳米颗粒加入纤维浆料中，并迅速混合均匀，能有效地去除水中胶体和可溶性物质。在造纸过程中，去除的污染物质随造纸浆料留在纸页中而净化白水，用阳离子纳米硅去除水中污染物，对造纸过程产生正面影响，产品质量不变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俐，
申请(专利权)人：邓俐，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]